Aperçu des différents procédés de soudage

Le soudage sous gaz inerte (MIG) est un procédé de soudage à l'arc dans lequel un fil de soudage alimenté en permanence fait office d'électrode et de matériau d'apport. Un arc électrique se forme entre le fil et la pièce à usiner, ce qui a pour effet de faire fondre les deux matériaux et de les assembler. Afin de protéger l'arc électrique et le bain de fusion des influences atmosphériques telles que l'oxygène et l'humidité et d'éviter ainsi l'oxydation, on utilise généralement de l'argon ou de l'hélium comme gaz de protection inerte.

Un système de soudage MIG comprend plusieurs éléments essentiels : une source d'énergie qui fournit le courant de soudage, un mécanisme d'alimentation en fil qui fournit le fil de soudage en continu, un ensemble de tuyaux avec une torche de soudage qui amène le fil et le gaz à la zone de soudage, et une unité d'alimentation en gaz pour l'alimentation en gaz de protection.

Une grande variété de métaux, en particulier les métaux non ferreux comme l'aluminium et le cuivre, peuvent être soudés avec le soudage MIG, ce qui permet d'atteindre des vitesses de soudage élevées et de réaliser des soudures propres avec un minimum de retouches. Le procédé est également facile à automatiser et n'entraîne que peu de déformations dues au soudage.

Comme le gaz de protection peut être facilement dispersé par le vent, ce qui nuit à la qualité du soudage, cela a un inconvénient pour la sensibilité au vent et à la rouille. Pour cette raison, le soudage MIG ne convient pas à une utilisation en extérieur. Il est également nécessaire que la surface de la pièce soit propre, car les impuretés peuvent nuire à la qualité du soudage.

Le soudage métal/gaz actif (MAG) est un procédé de soudage à l'arc dans lequel un fil de soudage alimenté en permanence fait office d'électrode et de matériau d'apport. L'arc électrique est formé entre la pièce et le fil-électrode, ce qui entraîne la fusion et la liaison des deux matériaux. L'arc électrique et le bain de fusion sont entourés d'un gaz de protection actif, qui est généralement du dioxyde de carbone (CO2) ou des gaz mixtes d'argon avec du CO2 ou de l'oxygène. Il les protège des influences de l'atmosphère et a une influence ciblée sur les propriétés de soudage.

Un système de soudage MAG se compose de plusieurs éléments principaux : une source de courant qui génère le courant de soudage, un mécanisme d'alimentation en fil qui fournit le fil de soudage en continu, un ensemble de tuyaux avec une torche de soudage qui amène le fil et le gaz à la zone de soudage et une unité d'alimentation en gaz pour le gaz de protection.

La polyvalence du soudage MAG est l'un de ses atouts, notamment pour le traitement des aciers avec différents alliages. Il permet une grande rapidité de soudage et assure des soudures fiables et résistantes, qui peuvent également avoir un aspect visuel attrayant. Ce procédé est extrêmement populaire dans l'industrie en raison de sa compatibilité avec différentes épaisseurs de matériaux et de sa capacité d'automatisation.

Le soudage MAG peut toutefois être affecté par des facteurs externes tels que le vent, car le gaz de protection peut être dispersé, ce qui a un effet négatif sur la qualité des soudures. De plus, la surface de la pièce doit être préparée avec soin, car les salissures peuvent avoir un effet négatif sur les résultats de soudage. Ces limites rendent le procédé moins adapté, notamment pour les applications extérieures.

Le soudage sous gaz inerte au tungstène (TIG) est un procédé de soudage par fusion qui utilise une électrode non fusible en tungstène. Un arc électrique se forme entre cette électrode et la pièce à usiner, ce qui fait fondre le matériau. Un gaz de protection inerte, généralement de l'argon ou de l'hélium, entoure la zone de soudage et la protège des influences atmosphériques telles que l'oxygène et l'humidité afin d'éviter l'oxydation et d'autres réactions chimiques.

Un système de soudage TIG typique se compose d'une source de courant pour le courant de soudage, d'un ensemble de tuyaux avec torche de soudage comprenant l'électrode en tungstène et l'alimentation en gaz, d'une unité d'alimentation en gaz pour le gaz de protection et d'un câble de masse pour former le circuit électrique. L'ajout manuel d'un matériau d'apport est facultatif, notamment pour les matériaux plus épais ou les applications spéciales.

Le soudage TIG présente l'avantage de pouvoir souder presque tous les matériaux métalliques, y compris les tôles fines et les métaux sensibles aux gaz comme le titane. Ce procédé permet d'obtenir des soudures de haute qualité, propres et sans projections, avec une grande résistance et un bon état de surface. Le soudage TIG peut en outre être utilisé dans n'importe quelle position et convient bien aux procédés mécanisés, comme le soudage orbital de tubes.

Ce procédé est moins économique pour les matériaux plus épais en raison de la vitesse de soudage relativement faible et de la consommation d'énergie plus élevée. En outre, le soudage TIG requiert une grande habileté et une grande expérience de la part du soudeur, en particulier lors de l'alimentation manuelle du métal d'apport. Le matériel de soudage TIG nécessite souvent un investissement initial plus élevé par rapport aux autres procédés de soudage et le procédé est moins adapté aux environnements présentant de la poussière ou de la fumée.

Le soudage au laser, un procédé de haute précision, consiste à assembler des matériaux en utilisant un faisceau laser concentré comme source de chaleur. Sur une petite surface, le faisceau laser génère une densité d'énergie élevée, ce qui entraîne une fusion locale du matériau et la formation d'un cordon de soudure. Pour protéger le bain de fusion de l'oxydation et des impuretés, on utilise un gaz de protection, généralement de l'argon ou de l'hélium.

Les systèmes de soudage laser se composent typiquement d'une source laser (comme un laser CO₂ ou un laser à solide), d'un système de guidage du faisceau, d'une optique de focalisation, d'un support pour la pièce à souder et d'une unité d'alimentation en gaz pour le gaz de protection. Ces éléments fonctionnent ensemble pour aligner précisément le faisceau laser sur le point de soudage et permettre un soudage contrôlé.

Les avantages du soudage au laser sont par exemple des vitesses de soudage élevées, une faible déformation thermique de la pièce, un contrôle précis des paramètres de soudage et la possibilité d'assembler différents matériaux. En outre, ce procédé permet de réaliser des soudures profondes et étroites qui présentent une grande résistance.

Le coût élevé de l'achat de systèmes laser ainsi que la nécessité de mesures de protection spéciales en raison de l'intensité du rayonnement laser comptent parmi les inconvénients. De plus, le procédé exige un positionnement précis des pièces et est sensible aux réflexions du matériau, qui peuvent influencer la qualité du soudage.

Le soudage au gaz, également appelé soudage autogène, est un procédé de soudage thermique. Dans ce cas, la chaleur nécessaire à la fusion des matériaux est produite par la combustion d'un gaz combustible avec de l'oxygène. L'acétylène est typiquement utilisé comme gaz combustible, car il atteint, en combinaison avec l'oxygène, une température de flamme d'environ 3 200 °C, suffisante pour faire fondre la plupart des métaux. Le soudeur a un contrôle total sur le processus de soudage en guidant manuellement l'arc électrique qui se forme. Grâce à cet avantage, le procédé est particulièrement adapté aux applications qui exigent de la précision.

Un système de soudage au gaz se compose de plusieurs éléments principaux : deux bouteilles de gaz (une pour l'oxygène et une pour le gaz combustible), des détendeurs pour réguler la pression du gaz, des tuyaux pour l'alimentation en gaz, une torche de soudage pour mélanger et allumer les gaz et des dispositifs anti-retour qui empêchent les retours de flamme. En outre, différentes formes de buses peuvent être utilisées pour adapter le foyer de la flamme à différentes pièces et applications. Cette flexibilité rend le procédé particulièrement populaire pour les applications de réparation et pour les tôles fines.

Parmi les avantages du soudage au gaz figurent sa mobilité et sa polyvalence, puisqu'aucune source d'énergie n'est nécessaire. Il est particulièrement adapté aux travaux de réparation, pour lesquels le poste à souder peut être utilisé indépendamment d'une source de courant. Outre les travaux de soudage, il est également possible d'effectuer des travaux de brasage et de découpe, de sorte que ce processus est indispensable dans de nombreux ateliers.

Les inconvénients sont toutefois la lenteur de la vitesse de soudage et le risque de distorsion thermique (mauvais alignement de la position de soudage) en raison de la forte propagation de la chaleur. L'utilisation d'une bouteille de gaz nécessite des mesures de sécurité strictes en raison du risque de panne et d'explosion. En outre, les coûts d'exploitation sont plus élevés qu'avec d'autres procédés en raison d'une consommation de gaz plus importante. L'impact sur l'environnement de la combustion de l'acétylène est également un inconvénient. En raison de ces facteurs, ce procédé n'est pas adapté aux grandes utilisations industrielles.