PROCÉDÉS ET TECHNOLOGIES DE SOUDAGE

Communément appelé soudage MIG, le soudage GMAW est un procédé de soudage à l’arc qui assure l’alimentation automatique d’une électrode fusible continue protégée par un gaz provenant d’une source externe. Le procédé est utilisé pour souder la plupart des métaux disponibles dans l’industrie, y compris l’acier, l’aluminium, le cuivre et l’acier inoxydable. On peut également exécuter ce procédé de soudage dans n’importe quelle position, sous réserve de sélectionner des paramètres et des équipements de soudage appropriés. Le soudage GMAW met en œuvre la polarité DCEP (courant continu-électrode positive), et comme l’équipement commande automatiquement l’arc, le soudeur n’a à s’occuper que de la mise en place de son pistolet, de son guidage et de sa vitesse d’avancement.

Le soudage FCAW s’utilise avant tout avec l’acier ordinaire, l’acier inoxydable et les aciers faiblement alliés. Ce procédé de soudage consiste à établir un arc électrique pour provoquer la coalescence recherchée entre une électrode tubulaire continue (métal d’apport) et le matériau de base. Le procédé peut s’utiliser avec ou sans protection gazeuse. Dans le cas d’un fil fourré sous protection gazeuse, des agents de protection supplémentaires sont transportés par le flux contenu dans l’électrode tubulaire. Un gaz provenant d’une source externe vient enrichir les éléments de base de l’électrode afin d’empêcher la contamination du métal d’apport fondu par l’air ambiant. Quand on utilise un gaz de protection, l’équipement est à peu près identique à celui qu’exige le soudage à l’arc sous gaz actif (procédé GMAW).

Des dévidoirs à capteur de tension spéciaux permettent d’effectuer un soudage avec fil fourré de qualité, car le courant électrique qui traverse les baguettes est bien constant. Toutes les positions de soudage sont possibles, à condition de choisir le métal d’apport approprié.

Le soudage à l’arc avec électrode de tungstène (communément appelé soudage TIG ou encore soudage Heliarc) consiste à établir un arc électrique entre une électrode de tungstène et la pièce à souder, afin de provoquer entre elles la coalescence recherchée. Les pièces peuvent être ou non soumises à une pression, et on peut ou non utiliser un métal d’apport. La protection est assurée par la tête de soudage.

L’utilisation d’une électrode de tungstène infusible et de gaz protecteurs inertes explique la très grande qualité de soudage obtenue quand on se sert d’un arc à l’air libre. Les soudures sont brillantes, on n’observe ni laitier ni projections, et les pièces n’ont pratiquement pas à être nettoyées après le soudage. Le procédé GTAW s’utilise facilement dans toutes les positions, mais exige un niveau d’habileté élevé de la part du soudeur, en particulier avec les pièces minces ou aux formes complexes. Il est très répandu dans l’industrie aéronautique et aérospatiale, mais aussi dans le secteur de la production d’électricité, dans l’industrie chimique ainsi que dans l’industrie pétrolière et gazière.

Le procédé PAW est une variante du soudage GTAW. Le procédé consiste à utiliser un arc électrique auquel une buse de cuivre fait subir une constriction, le but étant de créer un arc plus long, plus fin et plus concentré que celui obtenu au moyen du procédé GTAW. La constriction a pour effet d’augmenter considérablement la tension d’arc et l’ionisation du gaz.

Non seulement la température de l’arc est accrue, mais la partie la plus chaude du plasma s’étend vers le bas, à l’extérieur de la buse, vers la surface de travail. On dispose ainsi d’une source de chaleur plus concentrée, à température plus élevée, qui accroît de beaucoup l’efficacité du transfert thermique, permettant une plus grande vitesse d’avance. La mise en application manuelle de ce procédé exige un niveau d’habileté élevé de la part du soudeur.

Le soudage par faisceau laser est un procédé automatisé qui consiste à obtenir la coalescence de métaux en concentrant sur eux le rayonnement émis par une source de lumière cohérente. Le procédé LBW sert à souder tous les métaux commerciaux, notamment l’acier, l’acier inoxydable, l’aluminium, le titane, le nickel et le cuivre. Il permet d’obtenir d’excellentes propriétés mécaniques et une grande vitesse d’avancement, avec de faibles déformations induites et l’absence de laitier et de projections. Les soudures peuvent se faire avec ou sans métal d’apport et, dans de nombreuses applications, un gaz de protection est utilisé pour protéger le bain de fusion. L’équipement utilisé exige un investissement en capital important et d’excellentes connaissances techniques de la part du soudeur, en raison de la vitesse de soudage très élevée et de la petitesse des zones frappées par le faisceau laser.

Communément appelé soudage à la baguette, le soudage à l’arc avec électrode enrobée, ou procédé SMAW, consiste à établir un arc électrique entre l’extrémité d’une électrode recouverte de flux et la surface métallique de base. L’électrode consiste en une âme de métal pleine recouverte d’un mélange de composés minéraux et métalliques. La composition du revêtement varie avec le type de l’électrode et la polarité du courant. Le revêtement a plusieurs fonctions : il protège le bain de fusion de l’air ambiant, contient des fondants qui nettoient le métal d’apport déposé et permettent de contrôler ses propriétés chimiques, et il donne à la soudure les propriétés mécaniques recherchées.

Le soudage est possible même quand l’accès aux lieux est limité et il peut se faire dans toutes les positions. Il permet de souder la plupart des métaux et des alliages. Enfin, l’équipement n’est pas onéreux et se transporte facilement.

Le soudage à l’arc submergé consiste à provoquer la coalescence des pièces métalliques en les chauffant au moyen d’un arc enfoui entre une électrode nue et la pièce à souder. L’arc et le métal en fusion sont « submergés » dans une couche de flux granulé. La méthode fait appel à un fil-électrode plein, nu, consommable et continu que le flux isole. Le flux stabilise l’arc au cours du soudage, isolant le bain de fusion de l’atmosphère. En outre, le flux recouvre et protège le métal d’apport pendant qu’il se refroidit, et peut agir sur sa composition et ses caractéristiques.

Le procédé SAW est le plus souvent automatisé, mais on trouve également des systèmes semi-automatiques sur le marché. Le courant électrique peut être alternatif ou continu; l’électrode peut être simple ou composée de multiples fils pleins ou tubulaires, ou encore de bandes. Le soudage ne peut se faire qu’à plat, puisqu’il faut utiliser un flux granulé et que le bain de fusion est fluide. Le procédé de soudage à l’arc submergé permet d’obtenir un taux de dépôt élevé et de souder des pièces très épaisses et très minces.

Comparé à un procédé GMAW classique, le soudage tandem met en œuvre deux fils disposés parallèlement, l’un derrière l’autre. Les fis de soudage sont guidés simultanément et fusionnés en utilisant des tubes contacts indépendants montés sur la même tête. Ce procédé offre des soudures d’une excellente qualité, avec peu de projections, et jusqu’à trois fois les taux de dépôt et vitesses d’avancement des systèmes classiques. Ses caractéristiques sont plus particulièrement adaptées aux applications automatisées.