Soudage

Soudage à l'arc

Tout procédé de soudage qui utilise un arc électrique est appelé soudage à l'arc. Les formes courantes de soudage à l'arc sont les suivantes

• Soudage à l'arc métallique blindé (SMAW) : Le SMAW est également connu sous le nom de soudage "à la baguette".
• Soudage à l'arc sous gaz métallique (GMAW) : Le GMAW est également connu sous le nom de MIG (soudage métal/gaz inerte).
• Soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) : La GTAW est également connue sous le nom de TIG (soudage sous gaz inerte au tungstène).

Le soudage à l'arc chauffe les métaux en produisant un arc électrique à haute intensité entre les pièces de métal à assembler et une électrode.

L'utilisation de l'électrode varie en fonction du type de procédé de soudage. Dans les procédés de soudage SMAW, GMAW et autres, l'électrode est consommée et devient une partie de la soudure. L'électrode est généralement faite du même type de métal que celui à souder. Comme l'électrode est consommée par le processus de soudage, elle doit constamment être introduite dans la soudure. Le procédé de soudage SMAW se caractérise par une électrode "bâton" imprégnée d'un promoteur de soudure appelé flux, fixé à l'extrémité.

Le procédé de soudage GMAW utilise un fil fin sur une bobine rotative, comme une électrode continue. La taille de cette électrode varie d'environ 0,635 millimètres à environ 4 millimètres. La machine à souder possède une bobine motorisée à l'intérieur qui alimente le fil-électrode dans la soudure.

Le procédé de soudage TIG (GTAW) se caractérise par une électrode qui n'est pas consommée par le processus de soudage car le métal qui compose la soudure n'a pas d'électricité qui le traverse. L'électrode est en tungstène, donc utilisée car elle ne fondra pas lorsqu'elle sera immergée dans l'arc électrique. Un métal d'apport, sous forme de barre, peut être utilisé pour ajouter du métal à la zone de soudure.

Presque toutes les soudures utilisent un métal d'apport pour combler le petit espace entre les pièces métalliques. Le métal supplémentaire contribue à rendre la soudure plus résistante. Parfois, les soudures doivent être réalisées sans métal d'apport. Le soudage sans métal d'apport est appelé soudage autogène.

Le blindage dans le soudage à l'arc

Tous les types de soudage exigent que le métal chaud soit protégé. La saleté, la rouille, la graisse et même l'oxydation du métal sous le processus de soudage peuvent empêcher un bon joint de soudure. C'est pourquoi tous les procédés de soudage utilisent l'une des deux méthodes de protection suivantes : le flux et le gaz de protection.

Le flux de soudage peut être utilisé sous forme solide, liquide ou pâteuse. Pendant le soudage, le flux fond et une partie s'évapore. Cela crée une petite poche de gaz autour de la soudure. Cette poche de gaz empêche l'oxydation du métal sous la soudure. Le flux fondu, par une réaction corrosive, nettoie les contaminants qui empêchent une bonne soudure. Après le soudage, le flux se solidifie. Cette couche de flux solide est appelée scorie, et doit être retirée de la soudure. Le procédé de soudage SMAW utilise le plus souvent un flux, et est surtout utilisé sur l'acier.

Le gaz de protection protège la soudure en formant une poche de gaz autour de la soudure. Le but de ce gaz est d'empêcher l'air normal d'entrer, en particulier l'oxygène. Il est différent du flux car il n'y a pas de liquide sur la soudure. Il n'y a qu'un gaz autour de la soudure. Comme il n'y a pas de liquide, il ne nettoiera pas la saleté et les autres éléments présents sur le métal. Cela signifie que le métal doit être propre avant d'être soudé. Si ce n'est pas le cas, la saleté et d'autres éléments pourraient causer des problèmes. Les gaz généralement utilisés sont l'argon, l'hélium et un mélange composé de trois parties d'argon et d'une partie de dioxyde de carbone. D'autres mélanges de gaz peuvent contenir de l'azote, de l'hydrogène ou même un peu d'oxygène. Un type de soudage qui utilise un gaz de protection est le soudage à l'arc sous gaz protecteur. Il est généralement utilisé dans les usines pour fabriquer des objets.

Les soudures utilisant des flux sont plus faciles à réaliser à l'extérieur lorsqu'il y a du vent. En effet, le flux liquide protège le métal chaud et il ne s'envole pas par le vent. De plus, le flux crée toujours une poche de gaz qui empêche l'arc électrique de s'éteindre. Les soudures qui utilisent un gaz de protection ne peuvent généralement pas être réalisées à l'extérieur car le gaz s'envolerait s'il y avait du vent.

Autres types de soudage

Certains types de soudage n'utilisent pas d'arc électrique. Elles peuvent utiliser une flamme, de l'électricité sans arc, un faisceau d'énergie ou une force physique. Le type de soudage le plus courant qui n'utilise pas d'arc est appelé soudage au gaz. Dans le soudage au gaz, un gaz inflammable (c'est-à-dire qui brûle) et de l'oxygène sont combinés et brûlent au bout d'une torche. Le soudage au gaz n'a pas besoin de protection particulière car une flamme bien réglée ne contient pas d'oxygène supplémentaire. Il est tout de même important de s'assurer que le métal est propre. La flamme chauffe tellement le métal qu'il fond. Lorsque les deux morceaux de métal sont fondus sur le bord, le métal liquide devient une seule pièce.

L'autre type de soudage qui n'utilise pas d'arc utilise toujours de l'électricité. Il s'agit de la soudure par résistance. Dans ce cas, deux pièces de métal fin sont pincées ensemble et l'électricité est ensuite acheminée à travers elles. Le métal devient alors très chaud et fond à l'endroit où il est pincé. Les deux pièces fondent ensemble à cet endroit. On appelle parfois cette opération "soudage par points", car la soudure ne peut se faire qu'à un seul petit endroit (ou point) à la fois.

Le soudage à la forge est le premier type de soudage qui ait jamais été utilisé. La soudure à la forge nécessite que les deux pièces de métal soient si chaudes qu'elles fondent presque. Ensuite, on les bat avec des marteaux jusqu'à ce qu'ils ne forment plus qu'une seule pièce.

Les autres types de soudage qui n'utilisent pas d'arc sont difficiles à réaliser, et généralement neufs. Ils sont également coûteux. La plupart de ces types de soudage ne sont réalisés que lorsque cela est nécessaire. Elles peuvent utiliser un faisceau d'électrons, un laser ou des ondes sonores ultrasoniques.

L'énergie pour le soudage

Tout type de soudage doit utiliser de l'énergie. Cette énergie est généralement de la chaleur, mais parfois une force est utilisée pour réaliser une soudure. Lorsque la chaleur est utilisée, elle peut provenir de l'électricité ou du feu.

Alimentations électriques pour le soudage à l'arc

La soudure à l'arc consomme beaucoup d'électricité. Certains types de soudage utilisent du courant alternatif, comme l'électricité utilisée dans les bâtiments. D'autres utilisent du courant continu, comme l'électricité d'une voiture ou de la plupart des objets équipés d'une batterie. Presque tous les types de soudage utilisent une tension inférieure à celle de l'électricité provenant d'une centrale électrique. Le soudage à l'arc nécessite l'utilisation d'une alimentation électrique spéciale qui rend l'électricité de la centrale électrique utilisable pour le soudage. Une alimentation électrique abaisse la tension et contrôle la quantité de courant. L'alimentation électrique est généralement dotée de commandes qui permettent de modifier ces éléments. Pour les types de soudage à l'arc qui utilisent un courant alternatif, le bloc d'alimentation peut parfois faire des choses spéciales pour que l'électricité alterne différemment. Certains blocs d'alimentation ne se branchent pas sur une prise de courant, mais génèrent leur propre électricité. Ce type de bloc d'alimentation est doté d'un moteur qui fait tourner une tête de générateur pour produire l'électricité. Le moteur peut fonctionner à l'essence, au diesel ou au propane.

Énergie pour d'autres types de soudage

L'OFW utilise une flamme provenant de la combustion de gaz combustible et d'oxygène pour chauffer le métal. Ce gaz combustible est presque toujours de l'acétylène. L'acétylène est un gaz inflammable qui brûle très fort, plus chaud que tout autre gaz. C'est pourquoi il est utilisé la plupart du temps. D'autres gaz comme le propane, le gaz naturel ou d'autres gaz industriels peuvent également être utilisés.

Certains types de soudage n'utilisent pas de chaleur pour faire la soudure. Ces types de soudure peuvent être chauds, mais ils ne font pas fondre le métal. Le soudage à la forge en est un exemple. Le soudage par friction-malaxage est un type de soudage particulier qui n'utilise pas de chaleur. Elle utilise un moteur très puissant et une mèche spéciale pour mélanger les métaux sur les bords. Cela semble étrange car les métaux sont solides. C'est pourquoi il faut beaucoup de force pour le faire et c'est très dur. L'énergie nécessaire à ce type de soudure est l'énergie mécanique du mèche.