Gaz de soudage

Le soudage MIG - MAG : MIG (Metal inert gas), et MAG (Metal active gas) : les deux procédés se différencient par la nature du gaz de soudage utilisé, inerte ou non. Ainsi, dans le soudage MIG, le gaz est métallurgiquement inerte et ne réagit pas avec le métal en fusion, contrairement au procédé MAG. Le soudage MIG – MAG est appelé « semi-automatique » : la fusion de la pièce à souder est obtenue par un arc électrique créé entre un fil de soudage, et les pièces à assembler. Ce fil sert de métal d’apport. Des fils pleins ou massifs ou fourrés sont utilisés. Les postes de soudage MIG / MAG sont fournis avec un dévidoir pour contrôler la vitesse d’avance du fil lors de l’opération de soudage. Le courant est transféré au fil au niveau de la torche à travers un tube contact en cuivre. 
Les générateurs récents incluent des systèmes électroniques de contrôle des  paramètres et permettent une utilisation simplifiée (synergies).

Soudage MIG (Metal inert gas) : le soudage MIG est un procédé de soudage à l'arc qui s’utilise en  manuel, en automatique ou en robotique, avec la mise œuvre d’un gaz de protection "inerte". II est fréquemment utilisé pour souder des alliages d’aluminium et dans certains cas pour les aciers inoxydables. L'argon et l'hélium sont les gaz inertes les plus couramment utilisés pour protéger le métal en fusion.

Soudage MAG (Metal active gas) :  Le MAG est un procédé de soudage similaire au MIG, à une différence près : le gaz de protection utilisé lors de l’opération de soudage est un gaz "actif" (c'est-à-dire oxydant). Le soudage à l'arc d'acier au carbone et des aciers inoxydables est réalisé sous une atmosphère active. Il met en œuvre un fil fusible qui permettra de créer l’arc électrique. Les choix de gaz sont nombreux et seront fonction des exigences de l’assemblage. Il pourra s’agir d’une base d'argon mélangé à du CO₂ (oxydant), de l'oxygène (oxydant) ou de l'hydrogène (réducteur). Le choix de chaque gaz ou mélange de gaz est déterminé par sa compatibilité avec le fil d'apport, le matériau de base et l’exigence du cordon de soudure.

Soudage à l’arc sous gaz avec électrode de tungstène GTAW (TIG), GTAW-P : la soudure TIG est un procédé de soudage à l'arc utilisant une électrode non fusible en tungstène (d’où le nom de Tungsten Inert Gas). Dans le soudage TIG, l’arc électrique se crée entre l'électrode (incorporée dans la torche) et la pièce à souder, sous la protection d’un gaz inerte. Un métal d’apport est généralement utilisé. Le TIG est par exemple beaucoup utilisé en soudage orbital pour les tuyauteries. Il est aussi utilisé pour souder différents types de matériaux tels que l'acier, l'aluminium et ses alliages, le titane, le cuivre et ses alliages, l'acier inoxydable ou duplex. Ce procédé permet de souder avec de l'argon ou des mélanges argon-hydrogène ou argon-hélium. 

Soudage orbital : le soudage orbital est un procédé assez spécifique du soudage  dans lequel la torche de soudage tourne automatiquement autour d'une pièce statique dans un processus continu. Ce procédé a été développé pour répondre aux attentes de l'industrie aéronautique, du pétrole et du gaz ainsi que du nucléaire.

Soudage à l’arc avec électrode enrobée (SMAW), aussi communément appelé de soudage à l'arc : ce procédé utilise une électrode enrobée à âme métallique pour fournir le matériau d'apport et met en oeuvre  un arc électrique pour chauffer et fusionner le matériau de base ainsi que l’électrode. Ce procédé de soudage convient à toutes les épaisseurs pour les matériaux suivants : aciers au carbone, faiblement alliés, fortement alliés, la fonte, aluminium et alliages, cuivre et alliages, nickel et alliages.

Soudage à l’arc avec fil fourré (FCAW ): est un procédé de soudage avec un fil tubulaire qui combine les caractéristiques du soudage à l’électrode enrobée et du MIG-MAG, en utilisant un mélange Argon-CO₂ comme gaz de protection quelque soit la nuance du matériau dans la limite du procédé. Ce type de soudage convient pour assembler des aciers au carbone pouvant rechercher des résiliences à basse température et ou une souplesse opératoire pour un soudage en position. Les fils fourrés permettent le soudage des aciers inoxydables et de certains alliages à base de nickel.

Soudage à l'arc submergé aussi appelé soudage à l'arc sous flux (SAW) : Ce procédé de soudage convient aux aciers au carbone, aux aciers faiblement alliés, aux aciers inoxydables. Il est particulièrement utilisé pour le soudage des épaisseurs supérieures à 8 mm ou dans le cas d’une recherche d’un fort taux de dépôt ou d'une grande vitesse de soudage. Ce procédé permet de garantir l’intégrité des caractéristiques mécaniques de l’assemblage soudé.

Soudage plasma (PAW) : Le procédé de soudage plasma est utilisé exclusivement en automatique. Il offre un vif intérêt dans le cas du soudage des aciers inoxydables. Le procédé met en œuvre deux gaz. Tout d'abord, le gaz axial aura pour fonction de permettre la formation de l’arc électrique à haute température (30 000°C), c’est ce que l’on appelle le gaz plasmagène. L’arc électrique sera confiné mécaniquement en passant au travers d’une tuyère calibrée. Ensuite le gaz annulaire assurera la protection du bain de fusion et évitera toute pollution du joint soudé. Le procédé plasma permet de souder des aciers inoxydables d’une épaisseur de 8 mm en une seule passe en bord à bord sans préparation. On retrouve ce procédé dans la fabrication de réservoirs, de tuyaux en soudage circulaire ou longitudinal.

Autres procédés de soudage

Le soudage à la flamme, aussi appelé soudage oxyacétylénique car l’acétylène en association avec l’oxygène est le plus couramment utilisé.

• Le brasage consiste à assembler des pièces métalliques à l’aide d’un métal d’apport ayant une température de fusion inférieure à celle du métal de base. Le métal d’apport pénètre par capillarité entre les pièces à assembler préalablement décapées. Le brasage est très souvent utilisé en plomberie ou sur des assemblages de tubes spécifiques. Selon la température de fusion (Liquidus) on parlera de brasage tendre entre 185 et 450°C et de brasage fort au-delà de 450°C. En brasage tendre, réservé en priorité à l’assemblage des alliages cuivre ou de plomb, tous les gaz combustibles peuvent convenir. Le brasage fort, utilisé dans le cadre des assemblages hétérogène avec des alliages de cuivre, une flamme puissante et réductrice est nécessaire (acétylène). L’utilisation d’hydrogène est possible.
• Le soudobrasage met en œuvre des métaux d’apport à base d’alliages de cuivre/zinc (laiton).. Ils sont utilisés pour les opérations dans lesquelles l’assemblage est obtenu par une technique opératoire analogue à celle du soudage autogène par fusion, la température de fusion (liquidus) du métal d’apport en étant supérieure à 450 °C .
• La soudure autogène met en œuvre des métaux d’apport proches du métal de base. Cette application de soudage va consister à atteindre la température de fusion du métal de base. Le métal d’apport sera fusionné avec le métal de base.

Soudage laser (LBW) : c’est un procédé d'assemblage de métaux à l'aide d'un faisceau laser : laser à gaz (CO₂) ou laser solide (Nd-YAG, diodes). Il est généralement réalisé sans métal d'apport. Deux types de gaz sont utilisés : les gaz pour résonateur et les gaz d'assistance. Les gaz pour résonateur sont essentiellement du CO₂, de l'azote et de l'hélium. Le soudage laser est généralement utilisé dans la fabrication métallique, l'industrie automobile...

Soudage laser hybride (HLAW) : procédé d'assemblage de matériaux utilisant le soudage laser et le soudage traditionnel (soudage à l'arc avec gaz de protection). Ce type de technique de soudage est principalement utilisé dans la construction navale et de composants ferroviaires.

Soudage par résistance : ce procédé de soudage, également connu sous le nom de soudage par points, implique l'application combinée d'un courant électrique et d'une pression mécanique. Il est normalement utilisé pour assembler des tôles fines épaisseurs d'éléments de carrosserie dans les secteurs de l'automobile, des meubles métalliques et du ferroviaire.

Soudage par diffusion (DFW) est un procédé pour assembler des pièces sous haute pression. C'est une technique appliquée pour fabriquer des composants et des formes très spécifiques, ou avec des dimensions très spécifiques, ou encore pour produire des pièces de grande épaisseur et aux propriétés uniformes.

Soudage par friction rotative (FSW) : est un procédé de soudage en phase solide où le frottement relatif entre deux pièces crée de la chaleur. Les pièces fondent  au point de contact avant d’être pressées ensemble pour former la soudure. Le soudage par friction est un procédé automatique à vitesse de soudage très élevée. Une vitesse importante et une fusion incomplète des métaux diminuent les risques de déformation. Il peut être utilisé sur de multiples matériaux et on le trouvera dans un large panel d’industries comme l’aéronautique, l’automobile mais aussi la fabrication de candélabres…

Soudage par faisceau d'électrons (EBW) : il s'agit d'un procédé de soudage à très haute densité d’énergie et de très grande précision. Il permet de souder très efficacement en automatique les matériaux les plus épais. Ce procédé consiste à bombarder d’électrons le joint sans jeu de deux pièces à assembler. Il nécessite un environnement sous vide ou sous atmosphère contrôlée afin d’éviter l'interaction des électrons avec les particules des gaz de l’air.  On retrouvera ce procédé de soudage à très haute valeur ajoutée dans les applications aéronautiques ou nucléaires.