Il existe de nombreuses méthodes de soudage, chacune ayant ses propres principes, avantages et inconvénients, ainsi que ses domaines d'application. Voici une description détaillée des méthodes de soudage courantes, incluant leurs principes, caractéristiques, avantages et inconvénients, leurs domaines d'application, et une analyse comparative avec d'autres méthodes.
1. Classification des méthodes de soudage
Les méthodes de soudage peuvent être grossièrement divisées dans les catégories suivantes :
•Soudage par fusion (par exemple, soudage à l'arc, soudage au laser, etc.) : fusion de métaux en les chauffant jusqu'à un état fondu.
•Soudage par pression (par exemple, soudage par friction, soudage par diffusion, etc.) : assemblage de métaux par l'action de la pression, sans fusion.
•Brasage (par exemple brasage tendre, brasage dur) : assemblage de pièces à l'aide de matériaux d'apport à bas point de fusion.
2. Méthodes de soudage courantes expliquées
2.1 SMAW - Soudage à l'arc sous protection métallique
PrincipeLe soudage à l'arc manuel utilise un arc électrique entre l'électrode et le matériau de base pour générer des températures élevées (environ 4 000 °C) afin de faire fondre l'électrode et le matériau de base et de former une soudure. Le revêtement de l'électrode produit un gaz protecteur pendant le soudage pour empêcher l'oxydation de la soudure.
Caractéristiques:
Soudage avec baguette de soudage (âme + enrobage de flux).
Convient pour le soudage dans différentes positions, telles que le soudage debout et le soudage de secours.
Peut être utilisé à l'extérieur avec de faibles exigences environnementales.
Avantages :
Équipement simple, fonctionnement flexible, adapté aux travaux sur le terrain ou de maintenance.
Peut souder divers métaux, tels que l'acier au carbone, l'acier inoxydable, la fonte, etc.
Convient pour le soudage de pièces de formes complexes.
Inconvénients :
Faible efficacité de soudage, la baguette de soudage doit être remplacée fréquemment.
La qualité de la soudure est grandement affectée par la technique du soudeur, et il est facile de produire des défauts de soudure (tels que la porosité et les scories).
Le soudage produit davantage de fumées et de poussières, ce qui est plus polluant pour l’environnement.
Applications :
Convient pour la construction, l'entretien, les ponts, les pipelines, la construction navale et d'autres industries.
Convient aux projets à petite échelle et aux opérations sur le terrain.
2.2 GMAW - Soudage à l'arc sous gaz métal
Principe:Le soudage sous protection gazeuse utilise un fil alimenté en continu comme électrode, générant un arc dans un environnement de gaz protecteur (tel que l'argon, le dioxyde de carbone), faisant fondre le fil et le matériau de base pour former une soudure.
Classification:
Soudage MIG (Metal Inert Gas) : utilisant un gaz inerte (tel que l'argon), adapté aux alliages d'aluminium, à l'acier inoxydable et à d'autres matériaux.
Soudage MAG (Metal Active Gas) : utilisation de gaz actif (dioxyde de carbone ou gaz mixte), adapté au soudage de l'acier doux et de l'acier de construction.
Caractéristiques:
Adoption de l'alimentation automatique du fil pour améliorer l'efficacité du soudage.
Surface de soudure lisse et qualité de soudure stable.
Sensible à l'environnement (vent, humidité), ne convient pas à la construction en extérieur.
Avantages :
Vitesse de soudage rapide, adaptée à la production de masse.
Peut être utilisé pour le soudage de plaques minces, petite déformation.
Soudage automatisé facile à réaliser, tel que le soudage robotisé.
Inconvénients :
Coût d'équipement plus élevé, besoin d'un système d'alimentation en gaz.
Ne peut pas être utilisé dans un environnement de vent fort, sinon le gaz protecteur est emporté, affectant la qualité de la soudure.
Convient aux surfaces métalliques propres, ne convient pas aux pièces fortement tachées de rouille ou d'huile.
Applications :
Construction automobile, navires, ponts, industrie de l'électroménager, etc.
Convient pour une production industrielle à haute efficacité et de haute qualité.
Principe:Le soudage TIG utilise une électrode en tungstène non fusible pour générer un arc, qui fait fondre le métal de base et le métal d'apport sous protection d'argon pour former une soudure.
Caractéristiques:
Soudure de haute qualité, soudure lisse et belle.
Convient pour le soudage de haute précision, comme l'aérospatiale, les équipements médicaux.
Convient pour le soudage de plaques minces et de métaux non ferreux (aluminium, cuivre, titane).
Avantages :
Cordon de soudure sans projections, de haute qualité, adapté au soudage de précision.
Convient au soudage de métaux différents.
Le gaz protecteur (argon) empêche efficacement l’oxydation de la soudure.
Inconvénients :
Vitesse de soudage lente, faible efficacité.
Équipement coûteux, exigences élevées en matière de compétences des soudeurs.
Affecté par le vent, ne convient pas au soudage en extérieur.
Applications :
Industries aérospatiales, électroniques, médicales et de fabrication de précision.
Soudage de tubes en acier inoxydable et de pièces structurelles en alliage d'aluminium
2.4 SAW - Soudage à l'arc submergé
Principe:Le soudage à l'arc submergé utilise un flux pour recouvrir l'arc, qui fond à haute température pour former une couche protectrice qui maintient la soudure exempte d'air.
Caractéristiques:
Convient pour le soudage de plaques épaisses, telles que les ponts, la fabrication de chaudières.
Ne peut être utilisé que pour le soudage horizontal, ne s'applique pas au soudage vertical, au soudage en élévation et à d'autres positions.
Avantages :
Vitesse de soudage rapide, haute efficacité, adaptée à la production de masse.
Haute qualité de soudure, le flux prévient les défauts de soudure (porosité, fissures).
Aucune exposition à l’arc, moins de fumées de soudage, environnement de travail amélioré.
Inconvénients :
Ne peut être utilisé que pour le soudage en ligne droite, ne s'applique pas au soudage de formes complexes.
Équipement plus grand, non adapté au soudage de petites pièces.
Applications :
Soudage de tôles épaisses, de tuyaux, de ponts, de récipients sous pression.
Principe:Soudage utilisant un arc plasma à haute température pour faire fondre le métal.
Avantages :
Énergie concentrée, faible distorsion de soudage.
Convient pour le soudage de précision, comme les matériaux à parois minces.
Inconvénients :
Coût élevé des équipements, maintenance complexe.
Exigences élevées en matière de compétences opérationnelles.
Applications :industrie aérospatiale, équipements médicaux, électronique.
Principe:Utilisation d'un faisceau laser à haute densité énergétique pour faire fondre le métal pour le soudage, cordon de soudure étroit, petite zone affectée par la chaleur.
Avantages:
Haute précision, adapté au soudage de petites pièces.
Petite zone affectée thermiquement, petite déformation.
Inconvénients :
Équipement coûteux, coûts d'entretien élevés.
Nécessite un assemblage de haute précision, un petit espace de soudure.
Applications :électronique, automobile, appareils médicaux, équipements optiques.
2.7 EBW - Soudage par faisceau d'électrons
Principe:Fait fondre le matériau de soudage à l’aide d’un faisceau d’électrons à haute énergie dans un environnement sous vide.
Avantages :
Les matériaux à point de fusion élevé (titane, tungstène, zirconium) peuvent être soudés.
Grande profondeur de soudage, adaptée au soudage de plaques épaisses.
Inconvénients :
Doit être effectué dans un environnement sous vide, équipement coûteux.
Applications: aérospatiale, énergie nucléaire, fabrication d'instruments de précision.
2.8 FW - Soudage par friction
Principe:Le soudage par friction utilise deux pièces tournant à grande vitesse et entrant en contact l'une avec l'autre pour générer de la chaleur par friction, ramollissant les surfaces de contact et appliquant une pression pour former une connexion solide.
Caractéristiques
Pas de fusion, soudage à l'état solide, évitant les défauts du soudage par fusion (tels que porosité, fissures).
Convient au soudage de métaux différents, tels que l'aluminium-cuivre, l'acier inoxydable-acier au carbone, etc.
Vitesse de soudage rapide, généralement en quelques secondes.
Avantages
Soudure de haute qualité, aucun matériau d'apport requis
Convient à la production automatisée avec une répétabilité élevée.
Faible distorsion de soudure, excellentes propriétés mécaniques.
Inconvénients
Convient aux pièces de forme ronde ou régulière, telles que les pièces d'arbre.
Coûts d’équipement plus élevés.
Applications
Arbres de transmission d'automobiles, outils de forage, pièces de vaisseaux spatiaux, etc.
Transport ferroviaire, fabrication de moteurs d'aviation.
Date de publication : 14 mars 2025