De l’aéronautique au travail du métal et aux projets DIY dans votre jardin, en passant par la construction de bateau, le soudage est l’élément qui assemble. Mais qu’est-ce que le soudage, précisément ? Comment fonctionne-t-il et quel mode opératoire utiliser ? Dans cet article, nous vous expliquons tout ce qui fait partie du soudage et ce à quoi vous devez veiller lors de votre prochain projet de soudage.
Soudage : définition et explication simple
Le principe général du soudage est très simple, quand bien même la variété de modes opératoires paraît impressionnante au premier abord. On le retrouve partout, par exemple dans les véhicules, les bâtiments ou les ponts – souvent sans même s’en rendre compte.
La définition du soudage est un procédé d’assemblage qui permet d’assembler de manière permanente des pièces à usiner en utilisant de la chaleur, de la force ou une combinaison des deux. Selon le mode opératoire, le matériau de base est fondu au niveau de la zone d’assemblage. Lors du refroidissement ou sous l’effet de la pression, il se forme un assemblage métallurgique durable, la soudure. Le soudage est effectué avec ou sans matériau d’apport, de façon manuelle ou automatisée. Ces différences se reflètent dans les différents modes opératoires de soudage – du soudage à l’électrode au soudage à l’arc sous protection gazeuse.
Comment le soudage fonctionne-t-il ?
Après avoir expliqué quel est le principe de la soudure, voici comment elle fonctionne dans la pratique. Il faut tout d’abord une source d’énergie pour fournir la chaleur nécessaire à la fusion du métal. Mais d’où provient cette énergie ?
Le courant provenant d’une prise n’est pas adapté au soudage de façon directe. Ainsi, l’appareil de soudage adapte la tension, l’intensité de courant et la caractéristique pour obtenir un process de soudage stable. Ces paramètres peuvent être réglés individuellement selon le matériau et le mode opératoire de soudage.
Dans de nombreux modes opératoires de soudage à l’arc, l’arc électrique est allumé grâce à un contact de courte durée entre l’électrode et la pièce à usiner. Selon le mode opératoire, l’amorçage peut également être effectué sans contact. L’arc électrique produit la chaleur nécessaire pour faire fondre le métal au niveau du point d’assemblage. S’ensuit l’apparition d’un bain de fusion dont la profondeur est appelée pénétration. Une fois refroidi, cela forme un assemblage solide et durable nommé la soudure
Comment se crée un arc électrique ?
La tension électrique élevée qui apparaît entre l’électrode et la pièce à usiner forme un arc électrique. La polarité de l’électrode et de la pièce à usiner varie selon le type de soudage. La chaleur extrême et la tension élevée entraînent l’ionisation du gaz qui circule entre les deux, ce qui crée un canal conducteur pour le débit de courant. Ce débit de courant produit une « flamme électrique » chaude et de couleur claire qui permet de faire fondre le matériau de base.
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Comparaison des types de soudage : électrode, MIG/MAG et TIG – composants et différences clés
Pour démarrer le soudage, une compréhension de base des matériaux et une habileté manuelle suffisent amplement. Néanmoins, il peut être utile de savoir que les métaux ont des points de fusion différents : l’aluminium fond à partir de 660 °C et nécessite un gaz de protection spécial lors du soudage à l’arc en atmosphère inerte avec fil-électrode (MIG). Ces connaissances de base permettent d’obtenir des soudures de grande qualité avec un peu de pratique.
De quoi avez-vous besoin pour souder ?
Chaque type de soudage nécessite l’équipement adapté et le bon appareil de soudage. L’équipement de base est composé des éléments suivants :
- un appareil de soudage adapté au mode opératoire et au matériau ;
- la torche de soudage adéquate ;
- un câble de masse ;
- l’équipement de protection individuelle (EPI) pour une sécurité maximale pendant le soudage.
Selon le mode opératoire de soudage, les gaz de protection et divers matériaux d’apport viennent compléter l’équipement de base. Il est donc important de réfléchir à deux fois lors du choix de l’appareil et des accessoires adaptés.
Le câble de mise à la masse ferme le circuit électrique en reliant la pièce à usiner à l’appareil : sans cette connexion, le courant ne circule pas et l’arc électrique ne peut pas se former. La torche de soudage est adaptée au mode opératoire correspondant et assure le transfert ciblé du matériau d’apport et du gaz de protection jusqu’au point de soudage.
Vous n’êtes pas sûr d’avoir choisi l’appareil adapté à votre projet ? Dans notre article de blog relatif au choix du bon appareil de soudage, nous vous expliquons en détail les différences et les domaines d’utilisation.
Quels sont les trois types de soudage ?
Le soudage peut être effectué aussi bien avec ou sans gaz de protection ajoutés, et avec une électrode consommable ou non consommable. Pour savoir quelle soudure choisir, il convient de prendre en compte la pièce, l’environnement de soudage, l’aspect et la qualité de la soudure ainsi que la vitesse de soudage. Vous trouverez ci-dessous un résumé des modes opératoires les plus courants.
Soudage à l’électrode
Le soudage à l’électrode est aussi appelé soudage manuel à l’arc, soudage à l’électrode enrobée ou soudage manuel à l’électrode enrobée. Il existe autant de scénarios d’utilisation que de noms. Relativement résistant aux intempéries, ce type de soudage est adapté à de nombreux matériaux métalliques, en particulier l’acier, l’acier inoxydable et la fonte.
Vous pouvez découvrir le fonctionnement détaillé du soudage à l’électrode sur notre site Internet.
- Application : construction métallique et de canalisations, remise en état de bâtiments et d’infrastructures, construction navale, réparation de machines agricoles, soudage sous-marin, etc.
- Matériau : de nombreux matériaux peuvent être soudés avec une électrode enrobée adaptée, comme l’acier de construction, l’acier inoxydable ou la fonte. Les matériaux spéciaux nécessitent des électrodes adaptées et une plus grande expérience.
- Avantages : manipulation aisée, faible exposition au bruit, coûts d’acquisition réduits, qualité supérieure des soudures et résistance aux intempéries
Soudage MIG/MAG
Les process MIG et MAG comptent parmi les modes opératoires de soudage sous protection gazeuse avec fil-électrode en fusion. Lors du soudage MIG, des gaz de protection inertes, c’est-à-dire réactifs, sont utilisés. Lors du soudage MAG, ce sont des gaz de protection ou des mélanges gazeux actifs qui sont utilisés. Le choix du gaz de protection dépend largement du matériau et du résultat de soudage souhaité.
Vous découvrirez ici le fonctionnement du soudage à l’arc avec une électrode en fusion et quel gaz est utilisé pour ce faire.
- Application : industrie métallurgique, construction métallique, navale et de conteneurs, ainsi que secteur automobile
- Matériau : acier de construction, acier inoxydable, aluminium et alliages d’aluminium. Selon le mode opératoire de soudage et le gaz de protection, il est également possible de souder des matériaux spécifiques tels que le cuivre, le titane ou des alliages de nickel.
- Avantages : apprentissage facile, vitesse de soudage élevée, taux de dépôt élevé, faibles coûts de matériau d’apport, arc électrique facile à amorcer
Soudage TIG
Le soudage TIG est un mode opératoire de soudage par fusion avec gaz de protection réactifs. Pour ce mode opératoire, les professionnels de soudage doivent posséder un haut niveau de savoir-faire manuel, car le matériau d’apport est généralement ajouté à la main.
Nous avons résumé les bases essentielles du process de soudage TIG ici.
- Application : construction de conduites et de conteneurs, technologie médicale, aéronautique et aérospatial, industrie automobile
- Matériau : aciers inoxydables, alliages d’aluminium et de nickel, tôles fines en aluminium et en acier inoxydable
- Avantages : aucune projection de soudure, soudures de haute qualité (tant en termes d’aspect que d’esthétique), soudage possible dans toutes les positions, matériau d’apport pas toujours nécessaire
De quel gaz de protection avez-vous besoin ?
Il existe une très large variété de gaz de protection et de mélanges gazeux. Le process de soudage et le matériau à traiter déterminent le choix du gaz de protection adapté.
| Mode opératoire | Gaz de protection | Mélanges gazeux |
| Soudage à l’arc en atmosphère inerte avec fil-électrode (MIG) | Argon Hélium | Argon-hélium |
| Soudage à l’arc en atmosphère active avec fil-électrode (MAG) | Dioxyde de carbone | Argon-dioxyde de carbone Argon-oxygène Argon-dioxyde de carbone-oxygène Mélanges spécifiques : par ex. argon-dioxyde de carbone-hélium-hydrogène |
| Soudage à l’arc en atmosphère inerte avec électrode tungstène (TIG) | Argon Hélium | Argon-hélium Argon-hydrogène |
Une erreur fréquente lors du soudage est l’utilisation du mauvais gaz de protection pour le mode opératoire de soudage, ce qui peut entraîner oxydation, formation de pores ou projections. Utilisés correctement et à la bonne dose, les gaz de protection sont sans danger : ils permettent d’obtenir une soudure plus stable et impeccable.
Autres procédés d’assemblage dans le soudage
Il existe bien d’autres procédés d’assemblage par apport d’énergie, utilisés dans divers domaines d’application.
| Soudage au laser | Un rayon laser focalisé apporte de la chaleur de manière très concentrée et permet d’obtenir des soudures étroites et précises avec une déformation minimale. Habituellement utilisé dans l’industrie automobile, aéronautique et aérospatiale ainsi que dans la production en série. |
| Soudage à l’arc plasma | Ce mode opératoire ressemble au soudage TIG – cependant, une buse refroidie, traversée par le gaz plasma, restreint fortement l’arc électrique et concentre l’énergie sur une petite zone. Le soudage à l’arc plasma est donc particulièrement adapté aux soudures précises et aux petits composants. |
| Soudage par faisceau d’électrons | Lors du soudage par faisceau d’électrons, un faisceau d’électrons à grande vitesse dans le vide entre en contact avec la pièce à usiner. Son énergie cinétique est donc transformée en chaleur, ce qui permet d’obtenir un assemblage par soudage très précis, sans gaz de protection ni électrode. |
| Soudage par pression | Les pièces à usiner sont assemblées entre elles par une combinaison de pression et de chaleur. Selon le mode opératoire utilisé, la chaleur est produite par friction, par résistance électrique ou par ultrasons. Le matériau de base n’est pas entièrement fondu. Les soudages par résistance, par friction et par ultrasons comptent parmi les modes opératoires habituels. |
| Brasage fort et tendre | Contrairement au soudage, le matériau de base n’est pas fondu : un matériau d’apport, à savoir le métal d’apport, est chauffé et s’écoule par capillarité dans l’interstice entre les pièces nettoyées. Cet échauffement ciblé permet d’assembler les pièces entre elles. Ce mode opératoire est particulièrement adapté aux composants minces, aux circuits imprimés nus ou aux composants électroniques fragiles. |
La soudure parfaite
C’est au niveau de la soudure que l’on juge de la qualité d’un assemblage par soudage. Il est possible d’obtenir une soudure propre et régulière uniquement lorsque le mode opératoire, l’appareil et les matériaux sont adaptés les uns aux autres. Le bon réglage des paramètres de soudage, tels que l’intensité de courant, la tension ou la vitesse d’amenée du fil, jouent un rôle essentiel. Ils influencent considérablement la structure de soudage, la pénétration et l’aspect. Selon l’application et les contraintes, on utilise différentes formes de soudures
La soudure parfaite : voici à quoi ressemblent des soudures parfaites effectuées lors du soudage MIG/MAG et TIG.
Les alternatives au soudage : le vissage, le rivetage et le collage
Outre le soudage, il existe d’autres manières d’assembler des matériaux entre eux. L’avantage du vissage ou du rivetage réside dans le fait que les composants peuvent à nouveau être facilement désassemblés. Pour éviter la déformation thermique des composants, l’utilisation de vis ou de rivets est également tout à fait indiquée. Le collage est principalement utilisé pour assembler des structures légères et hétérogènes composées de matériaux fins.
Malgré ces alternatives, les avantages du soudage sont indéniables. La faible quantité de matériaux utilisés se reflète dans le poids total de la construction. En outre, vous obtenez des surfaces lisses et propres grâce aux différents modes opératoires de soudage. Les alésages pour les vis et les rivets affaiblissent la structure du matériau de base. Les constructions avec soudures sont donc plus stables, peuvent être immédiatement sollicitées et ne nécessitent pas de longs temps de durcissement.
Risques liés au soudage : pourquoi est-il important d’utiliser l’équipement de protection adéquat ?
Pour se protéger des risques liés au soudage, il faut miser sur les accessoires de soudage adaptés. La préparation de l’emplacement de travail et le choix de l’équipement de protection adapté font partie des tâches d’un soudeur. Gants de soudage, chaussures de sécurité, protection visuelle adaptée et blouse ignifuge font partie des équipements indispensables.
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| La mise en place d’installations d’aspiration adaptées permettant de capter et d’évacuer efficacement les fumées de soudage constitue une condition préalable essentielle. Les fumées de soudage sont nocives pour la santé et doivent donc être évitées. L’utilisation d’un casque de soudage avec système d’apport d’air frais peut être judicieuse voire nécessaire. Le réglage optimal des paramètres de l’appareil de soudage permet également de réduire les fumées de soudage. | Sans les précautions nécessaires, le fort rayonnement UV de l’arc électrique provoque un gonflement et une rougeur des yeux, ainsi qu’une sensibilité à la lumière. Des coups d’arc répétés au niveau des yeux peuvent avoir des conséquences néfastes à long terme. Il est donc indispensable d’être équipé d’un casque de soudage adapté pour travailler en toute sécurité. | Pour se protéger des risques liés au courant électrique, les professionnels du soudage doivent contrôler régulièrement tous les câbles installés, en particulier le câble de mise à la masse. Même de faibles intensités de courant peuvent être dangereuses pour le corps humain. |
Conclusion : un bon travail de soudage dure éternellement
Le soudage est davantage qu’un simple assemblage de deux pièces métalliques. Il s’agit d’un process qui requiert des connaissances en matière de matériaux, de modes opératoires et d’apport d’énergie, ainsi qu’un savoir-faire artisanal et beaucoup de pratique. Qu’il s’agisse d’acier de construction, d’acier inoxydable ou d’aluminium : comprendre que chaque mode opératoire n’est pas adapté à chaque matériau permet de prendre de meilleures décisions tout en réduisant les erreurs coûteuses.
En effet, lorsqu’il est utilisé correctement, le soudage offre un avantage décisif : des assemblages durables et solides qui, dans de nombreuses applications, sont tout simplement irremplaçables.
Vous avez des questions supplémentaires ? Vous trouverez des informations sur le thème du soudage dans notre Centre d’aide sur le soudage.
FAQ sur le soudage
Quel est le rôle du soudage ?
Le soudage est un procédé d’assemblage qui permet d’assembler des matériaux entre eux de manière durable. Contrairement au brasage fort ou tendre, le soudage par fusion consiste à faire fondre le matériau de base lui-même. Selon le mode opératoire, on obtient un assemblage métallique durable, avec ou sans matériau d’apport.
Comment obtenir un assemblage solide lors du soudage ?
Un assemblage solide lors du soudage apparaît soit par apport d’énergie (soudage par fusion), soit par l’utilisation de force (soudage par pression). Pour améliorer les propriétés métallurgiques du matériau de base, on utilise généralement un matériau d’apport. Celui-ci est ajouté au bain de fusion (matériau de base fondu). Après refroidissement, on obtient un assemblage solide et durable.
Quels sont les différents types de soudure ?
Tous les modes opératoires ne sont pas adaptés à toutes les applications. Le choix du type de soudage approprié dépend de l’environnement et de la vitesse de soudage, ainsi que de l’aspect et de la qualité de la soudure. Nous avons résumé ici les principaux modes opératoires de soudage et expliqué quelle méthode utiliser à quel moment à l’aide d’exemples concrets.
- Soudage à l’électrode
- MIG/MAG
- TIG
Quelle est la différence entre soudage et brasage ?
Lors du soudage par fusion, le matériau de base est fondu grâce à un apport d’énergie élevé. Les matériaux d’apport peuvent être utilisés en complément du bain de fusion, afin de former la soudure et d’influencer les caractéristiques de l’assemblage de manière ciblée. En revanche, lors du brasage fort ou tendre, le matériau de base reste solide, seul le métal d’apport est fondu et déposé à la surface de la pièce à usiner. L’assemblage des différentes pièces est effectué grâce à un échauffement ciblé du matériau d’apport. Notre article de blog explique les raisons pour lesquelles cela peut être avantageux, notamment pour les tôles galvanisées.
Quel appareil de soudage est adapté à un bricoleur du dimanche ?
L’appareil de soudage dont vous avez besoin dépend entièrement de votre projet et des matériaux que vous utilisez. Nous avons rassemblé toutes les réponses aux questions importantes dans nos articles de blog.
