Après avoir découpé les tôles aux dimensions souhaitées, il faut les assembler pour obtenir la forme souhaitée et répondre aux exigences. Le soudage des métaux est donc essentiel à la fabrication de produits métalliques. Il existe différentes méthodes de soudage. Alors, savez-vous laquelle est la mieux adaptée à vos besoins ?
Cet article décrit les différentes méthodes de soudage des métaux, ainsi que leurs avantages et leurs utilisations. Il fournit également des conseils importants pour souder des tôles fines et obtenir des résultats optimaux.
Table des matières
6 méthodes de soudage des métaux
Ensuite, examinons de plus près les différentes méthodes de soudage de tôles.
Soudage MIG
Le soudage MIG (Métal Inerte Gaz) est également appelé soudage à l'arc sous gaz. Il consiste à introduire un fil-électrode solide continu dans un bain de fusion à l'aide d'une torche. Le fil en fusion dans le bain provoque l'adhérence des pièces métalliques. De plus, le gaz de la torche protège le bain de fusion des contaminants atmosphériques.
Le soudage MIG offre une résistance et une qualité élevées pour la plupart des tôles métalliques telles que l'aluminium, l'acier et l'acier inoxydable. C'est pourquoi cette méthode de soudage est privilégiée dans l'industrie automobile et la rénovation. Elle ne nécessite aucun équipement coûteux et constitue donc une méthode économique.
Soudage TIG
Le soudage TIG (soudage au tungstène sous gaz inerte) est un type de soudage à l'arc. Il utilise une électrode en tungstène non consommable pour le soudage en courant continu ou alternatif. Comme le soudage MIG, il utilise un gaz de protection inerte, tel que l'argon ou l'hélium, pour protéger l'électrode et le bain de fusion des contaminants atmosphériques et de l'oxydation.
Le soudage TIG est adapté au soudage des métaux non ferreux tels que l'aluminium, le titane, le cuivre, le nickel, le magnésium et le chrome. C'est une méthode efficace pour les industries aéronautique et aérospatiale. Il est également parfait pour la fabrication de cadres, de portières et de cadres d'alimentation de motos.
Cette méthode de soudage offre un meilleur contrôle aux ouvriers, permettant des soudures nettes et solides. Cependant, elle est longue et requiert des compétences particulières de la part du soudeur.
En savoir plus: différence entre le soudage MIG et TIG
Soudage à l'arc
Le soudage à l'arc avec fil fourré est également appelé soudage à l'arc avec électrode enrobée. Il s'agit d'un procédé de soudage manuel à l'arc utilisant une électrode enrobée de flux. Le courant provenant du poste de soudage crée un arc entre le métal d'apport et l'électrode. Ce procédé est adapté au soudage des métaux durs tels que le fer et l'acier.
De plus, ce procédé de soudage ne nécessite aucun gaz de protection. La chaleur générée détruit le revêtement de l'électrode et forme une couche de laitier qui protège le bain de fusion de toute contamination. De plus, son transport est aisé grâce à son équipement compact, ce qui en fait un procédé très pratique. Le soudage à l'électrode est très répandu dans les secteurs de la construction, de la construction navale et de la sidérurgie.
Soudage à l'arc plasma
Le soudage plasma à l'arc est une méthode de soudage des métaux utilisant un arc plasma à haute température. Ce procédé est similaire au soudage TIG car tous deux utilisent des électrodes en tungstène. Cependant, le soudage plasma à l'arc utilise un arc plus petit et l'électrode peut être placée sur le corps de la torche. Un gaz sous pression produit alors un plasma chaud qui fait fondre les métaux et les assemble pour former une soudure solide.
Cette méthode de soudage consomme peu d'électricité et est rapide. Elle permet des soudures précises, ce qui la rend couramment utilisée dans les industries aéronautique et maritime. Comme le soudage TIG, le soudage plasma ne nécessite pas de matériau supplémentaire pour le remplissage du joint. De plus, il produit des soudures de haute qualité qui nécessitent peu de finition.
Soudage par faisceau d'électrons et laser
Le soudage laser et faisceau d'électrons utilise des lasers et des faisceaux d'électrons pour chauffer les pièces métalliques et les souder. Contrairement à d'autres procédés de soudage, cette méthode nécessite des machines de pointe ou des robots automatisés. Le faisceau laser peut être focalisé sur une très petite quantité de matériau pour un soudage précis. Il s'agit donc d'une méthode de soudage très précise, idéale pour les petites pièces fragiles.
Il convient également au soudage de métaux résistants tels que l'acier au carbone, le titane, l'acier inoxydable et l'aluminium. Cette méthode est également adaptée aux thermoplastiques. Le soudage laser permet d'obtenir des produits esthétiques et de minimiser les manipulations post-production.
Soudage au gaz
Le soudage au gaz est une méthode traditionnelle de soudage utilisant la chaleur. Il consiste à souder des pièces métalliques grâce à la chaleur générée par la combustion d'un combustible (essence), d'oxygène ou d'oxyacétylène. La combustion de ces combustibles crée une flamme très chaude qui fait fondre les surfaces métalliques lors de leur soudage.
Cette technique reste l'une des méthodes de soudage les plus couramment utilisées dans l'industrie. Elle peut être utilisée sur une large gamme de métaux, ferreux et non ferreux. Elle est également efficace pour le soudage de tuyaux et de tubes, ainsi que pour la fixation de systèmes de ventilation et de climatisation.
Contrairement à de nombreuses autres méthodes de soudage, cette méthode ne nécessite pas de source d'alimentation. Le soudage au gaz est portable, économique et ne nécessite pas l'intervention d'un expert.
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Comment choisir un procédé de soudage des métaux ?
Voici les types de surfaces que l’on peut rencontrer lors du soudage de tôles et la meilleure façon de les traiter.
Surfaces planes
Le soudage à plat consiste à souder sur une surface plane. Le soudeur travaille depuis le haut du joint, utilisant la gravité pour déplacer le métal en fusion. Pour réaliser une soudure parfaite sur une surface plane, le soudeur doit maintenir la tête de soudage à un angle de 45 degrés par rapport au métal. De plus, il doit diriger la flamme vers le point de contact des deux pièces métalliques.
Le soudage MIG et TIG fonctionne mieux sur des surfaces planes. L'alimentation en fil et le flux d'air fonctionnent très bien sur une surface plane.
Surfaces horizontales
Pour cette configuration horizontale, la tôle est posée à plat. Cependant, elle est généralement soudée de deux manières.
- Soudure d'angle: La soudure est réalisée à l'endroit où la surface plane rencontre le haut de la surface verticale. La zone de jonction ressemble à deux pièces métalliques perpendiculaires l'une à l'autre et assemblées en forme de « L ».
- Soudure en biseau: La surface de soudure est située dans un plan vertical. Les deux pièces métalliques à souder sont dans le même plan.
Pour les surfaces horizontales, il est difficile d'obtenir un équilibre parfait entre le soudage TIG et le soudage MIG. Le soudage à l'électrode enrobée, en revanche, est parfaitement adapté aux surfaces horizontales.
Surfaces verticales
Ce type de tube de soudage est vertical et sa surface est orientée vers le soudeur. Lors du soudage, le métal liquide s'écoule généralement vers le bas et se concentre en un seul endroit. Le soudeur doit donc contrôler la circulation du métal. Cela implique de maintenir la torche à 45 degrés par rapport à la tôle et de maintenir l'électrode entre la flamme et le bain de fusion.
Le soudage à l'électrode enrobée est le procédé idéal pour souder des surfaces verticales. Le soudeur varie généralement l'angle de soudage pour obtenir une surface plane ou horizontale et faciliter le travail.
Surfaces aériennes
Souder sur des objets suspendus est le plus difficile. Comme son nom l'indique, cela signifie souder une pièce au-dessus de votre tête. Lorsque vous tentez de souder, le métal en fusion a tendance à tomber. Pour faciliter le soudage en hauteur, réduisez la taille du bain de fusion. Assurez-vous d'ajouter suffisamment de matériau d'apport pour obtenir une soudure solide.
Pour cette configuration, le soudage à l'électrode enrobée est la méthode la plus adaptée. De plus, le soudage en hauteur est peu courant dans les ateliers de tôlerie sur mesure.
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Conseils pour le soudage de la tôle
Lors du soudage des métaux, l'objectif est de garantir une zone de soudure suffisamment résistante pour l'application. Voici quelques conseils simples à retenir.
Sélection du métal d'apport
Il est important de choisir un métal d'apport adapté à la résistance et aux propriétés du projet. En effet, le métal d'apport doit être plus fin que la tôle. Pour souder du métal fin de 1 mm d'épaisseur, un métal d'apport de 0,6 mm est le meilleur choix.
Les fils plus fins nécessitent moins de chaleur pour fondre. Cela signifie moins de risque de surchauffe et de meilleurs résultats de soudage. De plus, choisir le bon métal d'apport permet de réduire les risques de rouille, de fissures et autres problèmes.
Utilisation des techniques de soudage par saut
La technique de soudage par sauts consiste à réaliser une série de cordons ou de soudures courtes aux points critiques pour maintenir une fine feuille de métal. Après quelques minutes de refroidissement, le soudeur peut commencer à souder les zones précédemment omises.
Le soudage par sauts empêche le métal de se plier ou de se tordre en raison d'une chaleur inégale. De plus, évitez de déplacer la torche d'avant en arrière pendant le soudage. Cela générerait trop de chaleur. Déplacez plutôt la torche rapidement et en ligne droite.
Utilisation des techniques de soudage par points
Le soudage par points est un bon moyen d'éviter la surchauffe et les brûlures. Cette technique de soudage utilise une petite soudure temporaire pour maintenir les pièces métalliques ensemble jusqu'à leur soudure complète. Pour éviter les brûlures, il est important de veiller à ce que les pièces soient maintenues ensemble avec un espace de 1 mm entre elles. De petites soudures par points sont ensuite réalisées jusqu'à ce que le joint soit entièrement recouvert.
Utilisation de fil fin
Lors de l'utilisation de fils-électrodes pleins pour le soudage MIG, choisissez toujours le fil le plus fin disponible. L'utilisation d'un fil fin permet au soudeur de mieux contrôler la soudure. Et comme il produit moins de dépôts, il est plus facile de corriger les erreurs. De plus, un fil plus fin nécessite moins de chaleur pour fondre, ce qui réduit les risques de surchauffe.
En général, un fil de 0,023 ou 0,024 pouce est recommandé pour le soudage de tôles fines et légères. Cependant, pour le soudage de métaux de 18 pouces ou plus d'épaisseur, un fil de 0,030 pouce peut être le meilleur choix.
Utilisation d'une petite électrode
Assurez-vous d'utiliser une tige d'électrode plus fine que le métal. De plus, il est recommandé d'utiliser des électrodes de moins de 1/8 de pouce. En effet, les électrodes plus petites produisent moins de chaleur et consomment moins de courant, ce qui évite les brûlures. Cela permet de meuler l'électrode plus finement pour créer un arc concentré.
Serrage de la plaque de support
Fixer la tige de support au métal permet de le refroidir plus rapidement que de le laisser refroidir seul. La tige de support absorbe la chaleur du métal et empêche celui-ci de se déformer ou de brûler.
Les tiges métalliques sont généralement en cuivre ou en aluminium, car elles conduisent bien la chaleur. De plus, il est nécessaire de s'assurer que les tiges de support sont solidement fixées à la pièce afin que la chaleur puisse être correctement transférée.
Utilisation d'un gaz de protection à haute teneur en argon
Lors du soudage, il est recommandé d'utiliser des gaz protecteurs à forte teneur en argon. Par exemple, un mélange courant d'argon et de dioxyde de carbone contient 75 à 25 % d'argon.
Un gaz de protection à forte teneur en argon est choisi, car l'argon produit moins de chaleur. De plus, l'argon pur peut être nécessaire pour la protection lors du soudage TIG ou MIG de l'aluminium.
Assemblage et conception des joints
Souder des tôles fines est un défi. Le risque d'erreur étant faible, un ajustement serré et solide est essentiel. L'espace entre les deux pièces doit être réduit afin d'éviter les brûlures, car les trous absorbent la chaleur.
De plus, les soudeurs doivent mesurer deux fois, puis couper une fois. Il peut parfois être nécessaire de modifier la forme du joint pour qu'il résiste mieux à la chaleur.
En résumé
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FAQ
Quelle méthode de soudage est la plus adaptée aux métaux minces ?
Le soudage TIG est la méthode idéale pour souder des pièces métalliques fines. Il est très précis et se concentre sur la zone à souder. La surface de la pièce soudée est ainsi lisse et délicate.
Puis-je souder de l'aluminium au MIG en utilisant une alimentation CA ou CC ?
Le soudage MIG AC et DC peut être utilisé pour le soudage de l'aluminium. Le soudage DC est un type de soudage MIG courant et beaucoup plus rapide, car il ne nécessite pas l'utilisation simultanée d'outils AC et DC.
Quelle est la tôle la plus fine pouvant être soudée ?
Le soudage de métaux très fins nécessite des ouvriers qualifiés qui maîtrisent soigneusement la quantité de chaleur utilisée. Avec un contrôle thermique adéquat, le soudage MIG permet de souder des tôles d'une épaisseur de 0,8 millimètre. De plus, le soudage TIG permet de souder des tôles d'une épaisseur de 0,6 millimètre, voire moins.