Les bases du soudage

En principe, on distingue deux types de procédé de soudage : le soudage par fusion (qui ne nécessite aucun effort) et le soudage par pression (qui exerce une force). Avec le soudage par fusion, deux pièces à façonner (la plupart du temps des métaux de même nature) sont fondues au niveau du point de liaison et unies avec ou sans matériau supplémentaire. L’énergie nécessaire vient de l’extérieur. Parmi les procédés de soudage par fusion les plus courants, figurent notamment la soudure électrique (ou soudage à l’arc) et le soudage à l’arc sous gaz de protection. De toute façon, il est conseillé de respecter les mesures de protection et d’avoir une certaine expérience ! Quelques heures seulement sous la direction d’un formateur en soudage, dans un centre de formation aux techniques de soudage (également ouvertes aux néophytes) sont utiles et vous donnent une base solide.

Remarques: dans le cadre du soudage précisément, il importe de ne pas surestimer ses propres capacités. Le soudage d’éléments porteurs, xx ou au plafond est plutôt réservé aux professionnels qualifiés!

Instruction

1. Le poste de travail sûr

Attention: la chaleur, les flammèches, les rayons UV et l’arc électrique étincelant lors du soudage peuvent être dangereux pour la santé ! C’est pourquoi vous devez accorder une attention particulière à la protection au travail. Pour votre propre sécurité, portez des vêtements résistants et couvrants le plus possible, ainsi que des gants en cuir. Les tabliers en cuir, qui fournissent une protection corporelle supplémentaire, ont également fait leurs preuves. Si vous hésitez entre un écran de protection manuel ou un casque de soudeur complet, vous devez prendre en compte qu’un écran de protection manuel est certes moins cher, mais doit être tenu en permanence d’une main. Un casque de soudeur avec visière en verre de protection (niveau de protection DIN 9) permet par contre de travailler des deux mains en tout situation. De plus : la protection assurée par des lunettes de protection est insuffisante, car la peau du visage est exposée à l’intense rayonnement UV!

Remarques: veillez aussi à ce qu’un observateur du soudage ne regarde pas directement l’arc électrique sans protection!

Pour des raisons de sécurité, lors d’une soudure électrique, maintenez toujours sèche toute la zone de travail et fixez bien le pôle de masse sur la pièce, avant de mettre en marche l’appareil de soudage ! Car pour produire l’arc électrique requis, vous avez besoin d’ampérages supérieurs à 100 ampères. Une application incorrecte ou même une interruption sont dangereuses pour la santé, car le courant de soudage lors d'une chute des tenailles cherche son chemin dans l’environnement de travail ! Le soudage libère de plus des gaz, des vapeurs, de la fumée et de la poussière qui sont nocifs. Ne soudez donc que dans un lieu bien aéré et résistant au feu (présence de flammèches)!

Remarques: lors d’une soudure électrique avec électrode, vous pouvez aussi souder à l’extérieur sans problème. Avec le gaz de protection, cela n’est généralement pas possible, car le vent emporterait le gaz loin du point de soudage.

2. Principes de la soudure électrique

Lors d’une soudure électrique, une électrode sert d’anode (pôle plus) et la pièce sert de cathode (pôle moins). Par pince, un pôle est relié à une partie nue de la pièce, l’autre pôle au support d’électrode, par lequel l’extrémité de l’électrode est amenée au point de soudage. Il en résulte un court-circuit et un arc électrique se produit. L’énergie du faisceau génère avec l’arc électrique des températures élevées, qui font fondre les pièces (fusion du matériau de base et fonte simultanée de l’électrode). Après refroidissement, les pièces sont solidement jointes.

Pour la soudure électrique, vous avez besoin d’un appareil de soudage, qui convertit le courant alternatif du secteur (à haute tension et faible intensité) en courant alternatif à basse tension et haute intensité. Des transformateurs de soudage ou des inverseurs sont disponibles à cet effet. Les transformateurs classiques et bon marché (image de gauche) sont dans la pratique assez grands et peu maniables. Plus chers, mais petits, légers et maniables sont par contre les inverseurs (image de droite), qui offrent une commande électronique du courant disponible. L’arc électrique produit est particulièrement uniforme.

3. Principes des électrodes de soudage

Les électrodes utilisées pour le soudage sont des « baguettes métalliques » pourvues d’un enrobage. L’enrobage de l’électrode a les fonctions suivantes : lors du soudage, les gaz qui se forment stabilisent l’arc électrique, empêchent l’oxydation de la soudure et s’opposent à l’effet de bulles. Il se forme par ailleurs une scorie qui réduit la tension superficielle du matériau, fixe les impuretés et contribue à un refroidissement uniforme. Les électrodes à enrobage rutile sont les plus usuelles ; elles sont reconnaissables par la lettre R sur l’emballage. Elles sont faciles à allumer, brûlent bien et ensuite, la scorie s’enlève facilement par tapotement.

4. Principes du soudage à l’arc sous gaz de protection

Un autre procédé de soudage par fusion est le soudage à l’arc sous gaz de protection (soudage MAG, soudage à l’arc avec fil-électrode en atmosphère active) : grâce à l’arc électrique concentré et visible, vous obtenez d’une part un potentiel de fusion élevé. Ce procédé utilise d’autre part des gaz qui protègent de l’air ambiant l’arc électrique, la jonction et la soudure – c’est pourquoi ce soudage est appelé « sous gaz de protection ». Les gaz utilisés sont par exemple des mélanges d’argon et de dioxyde de carbone (le mélange dépend du matériau et du soudage à réaliser). Ce procédé de soudage est très polyvalent et permet de réaliser des soudures sûres et stables avec des tôles minces d’une épaisseur minimale de 0,5 millimètre, mais aussi avec des matériaux épais, des baguettes et des tuyaux.

Pour l’appareil de soudage MAG spécial, vous avez besoin d’un raccordement au gaz et d’une prise électrique : un faisceau de tuyaux alimente le brûleur en gaz avec le fil-électrode. La buse installée assure une arrivée uniforme du gaz (image de gauche), et vous pouvez régler directement la quantité de gaz avec la soupape de refoulement. Vous démarrez l’arrivée du gaz et l’alimentation de l’électrode au moyen d'un commutateur sur le pistolet. Le courant circulant dans l’appareil de soudage parvient au brûleur ainsi qu’à l’électrode de masse. Le courant provoque alors la fusion goutte à goutte du fil de soudage, qui atteint le point de soudure. Commencez par régler sur la position moyenne l’arrivée du gaz et l’alimentation de l’électrode.

Des jonctions par soudure durables et de bonne qualité dépendent d’un débit de gaz continu, du courant de soudage et de la vitesse d’avance du fil-électrode. Pour calculer le bon réglage, faites simplement quelques essais de soudure. Pour assurer un bon comportement du fil de soudage, positionnez le faisceau de tuyaux de sorte qu’il soit droit et tenez le brûleur légèrement incliné

5. Principes de la technique de travail

Avant de commencer le travail, enlevez de la pièce à souder toute trace de rouille et de peinture et poncez-la jusqu’à ce que le métal soit nu. Réunissez ensuite les pièces à souder (fixez-les si nécessaire avec une pince étau ou un serre-joint) et fixez le câble de masse à un endroit nu de la pièce. Soudez d’abord uniquement par points. Vous pourrez ainsi modifier le cas échéant la position des pièces, en empêchant toutefois grâce à la fixation ponctuelle que la chaleur de l’arc électrique ne produise un gauchissement du matériau. Après avoir ensuite libéré les points de soudure de la scorie, effectuez un soudage à cœur des soudures.

Remarques: il se produit une scorie le long de la soudure (image de gauche), que vous devez tapoter ou enlever par frottement. Si la soudure après le retrait de la scorie n’est que légèrement saillante, vous avez choisi le courant de soudage optimal. Si vous traitez ensuite la soudure avec une meule à moyeu déporté, le métal nu apparaît.

Courant de soudage trop faible ou trop puissant : si la soudure n’est que superficielle, la jonction des matériaux n’est pas assez forte. Cela signifie que vous avez choisi un courant de soudage trop faible (image de gauche). Un courant de soudage trop élevé fait fondre trop de matériau de la pièce (image de droite). Cela peut même trouer des pièces minces.

Lors de l’amorçage, ne tenez pas l’appareil de soudage n’importe où sur la pièce, mais toujours dans la zone de la soudure ultérieure. Vous évitez ainsi les fissures et les défauts deliaison et la soudure est plus uniforme (incorrect à gauche, correct à droite).

Remarques: avant de travailler sur la pièce à proprement parler, entraînez-vous sur des morceaux résiduels ou des échantillons afin d’acquérir de l’expérience.

Lors du soudage à l’arc sous gaz de protection, les jonctions par soudure durables résultent d’un débit de gaz adéquat, du courant de soudage et de la vitesse d’avance du fil-électrode. Les valeurs indicatives figurent dans le mode d’emploi de l’appareil. Mais seul l’aspect de la jonction par soudure vous dira si les paramètres conviennent pour chaque cas particulier (dans l’image, les pièces sont par exemple solidement jointes, presque d’un seul tenant).

Conseil

Entretien des appareils de soudage MAG

Vous devez impérativement entretenir le faisceau de tuyaux et le brûleur de votre appareil de soudage MAG : enlevez régulièrement les éclats de soudure présents sur le brûleur avec un nettoyeur pour gicleur (sinon, ils pourraient empêcher l’écoulement du gaz et causer un court-circuit). Idéalement avant de commencer à travailler, traitez la buse du brûleur avec un pistolet de pulvérisation. De plus: il ne faut jamais plier le faisceau de tuyaux, car cela empêcherait une alimentation continue du fil de soudage.

Outils et matériel

  • Vêtements de travail (écran de protection ou casque avec visière, tablier en cuir ou vêtements de protection résistants, gants en cuir, chaussures solides)
  • Nettoyeur pour gicleur
  • Brosse métallique
  • Pince étau
  • Gants
  • Appareil de soudage MAG incluant bouteille d’argon ou de dioxyde de carbone (gaz de protection)
  • Pôle de masse
  • Pistolet de pulvérisation
  • Marteau à scories
  • Ponceuse
  • Etau/établi
  • Electrodes de soudage ou fil de soudage
  • Transformateur de soudage ou inverseur
  • Meuleuse angulaire avec meules de tronçonnage et meules à moyeu déporté