Lexique des machines à souder

1. la santé et la sécurité au travail

a. Risques.

En règle générale, le soudage est presque toujours associé à des courants forts ou à des gaz explosifs, à des gaz d'échappement toxiques, à une lumière et à une chaleur dangereuses ainsi qu'à des projections de métal liquide. Les risques dépendent du procédé de soudage utilisé. Souvent, les fumées de soudage contiennent des substances cancérigènes. C'est toujours le cas, en particulier, lors du soudage de matériaux fortement alliés. L'utilisation de consommables de soudage contenant du chrome et/ou du nickel sous forme de chromates et/ou de composés de nickel produit également des fumées cancérigènes. Une intoxication aiguë par inhalation de poussières à très forte teneur en manganèse peut entraîner des réactions inflammatoires dans les poumons. Cette toxicité se manifeste sous la forme d'une bronchite et peut évoluer vers une pneumopathie fibreuse. Si l'aspiration est utilisée correctement, la valeur limite pour le manganèse et ses composés n'est pas dépassée. Néanmoins, un examen de santé particulier des poumons est prescrit à intervalles réguliers pour le personnel de soudage (G39).

En Allemagne, les valeurs limites TRK pour les métaux lourds doivent être respectées. De nombreux autres composants sont également nocifs et doivent être évalués en conséquence (TRGS403, valeurs MAK). La TRGS 528, qui a remplacé la BGR 220 (fumées de soudage), règle entre autres les exigences relatives au poste de travail de soudage.

b. Mesures à prendre.

Il convient d'établir une évaluation des risques pour les postes de travail de soudage. Tous les composants des fumées de soudage doivent être pris en compte, notamment le dioxyde de titane, les fluorures, l'oxyde de magnésium, l'oxyde de calcium, les oxydes de fer et leurs composants d'alliage comme le nickel, le cobalt, le chrome et le manganèse. Pour les aciers fortement alliés, il convient, dans la mesure du possible, de renoncer au soudage à l'électrode et d'opter pour le soudage sous protection gazeuse ou pour des procédés automatisés, car l'absence d'enrobage de l'électrode réduit la libération de chromates. Conformément à la loi sur la protection du travail (ArbSchG), tous les salariés doivent obligatoirement être formés en conséquence ; en outre, il est courant d'obtenir un certificat de formation (certificat d'ouvrier spécialisé ou examen de formation d'une chambre des métiers). Dans de nombreux secteurs industriels, pour les applications ferroviaires, une supervision du soudage est nécessaire.

Le soudage autogène nécessite des verres de protection pour éviter que des pièces incandescentes ou des étincelles n'atteignent les yeux. Les verres sont teintés afin de pouvoir observer l'environnement de soudage sans être ébloui.

Le soudage à l'arc génère des rayons ultraviolets qui sont nocifs pour la peau, mais surtout pour les yeux.

Il y a également un rayonnement infrarouge (rayonnement thermique) qui peut non seulement provoquer des brûlures sur les parties du corps non protégées, mais aussi endommager la rétine.

C'est pourquoi il faut utiliser des verres de protection qui protègent contre ces deux types de rayonnement. Les classes de protection pour de tels verres sont définies dans la norme européenne EN 169. Ainsi, les classes de protection 2 à 8 sont prévues pour le soudage autogène, tandis que les classes 9 à 16 sont prévues pour le soudage à l'arc ouvert. Les verres de protection portent une inscription qui caractérise les propriétés du verre. L'indication est la suivante : Classe de protection, abréviation du fabricant, classe optique 98, norme DIN. Le substitut moderne des verres de protection sont les filtres de protection automatiques pour soudeurs.

Comme le rayonnement UV endommage également la peau, on utilise un écran qui couvre tout le visage. Devant le véritable verre presque noir se trouve généralement un verre normal qui empêche les étincelles et qui est moins cher à remplacer. Pour avoir les deux mains libres, l'écran peut être fixé de manière pliable à un casque de protection ou à un dispositif porté sur la tête. En outre, il faut porter des vêtements de soudage spéciaux et difficilement inflammables qui couvrent en toute sécurité toutes les surfaces de la peau. De nombreux procédés de soudage sont très bruyants, une protection auditive adéquate est donc nécessaire.

Le soudage génère également de très fines particules de poussière qui doivent être aspirées afin d'éviter qu'elles ne pénètrent dans les poumons du soudeur et ne se diffusent ensuite dans la circulation sanguine. Pour ce faire, on utilise des filtres à fumée de soudure mobiles ou fixes qui aspirent et filtrent ces fines poussières. Les filtres ePTFE (filtration de surface) constituent l'état actuel de la technique. Si une aspiration efficace des fumées de soudage ne peut pas être garantie, le soudeur doit être protégé par un équipement de protection individuelle sous la forme d'un appareil de filtration à ventilation assistée (PAPR). Ces appareils ne protègent pas contre le manque d'oxygène ou les gaz nocifs dans les puits et les réservoirs. Si une ventilation adéquate n'est pas possible, des appareils respiratoires autonomes doivent être portés. Une attention particulière est requise lors du dressage de la flamme et du préchauffage avec des chalumeaux à gaz, dans des espaces confinés et insuffisamment ventilés, car la flamme consomme une partie de l'oxygène respiré.

Lors du soudage, les personnes à proximité doivent également être protégées du rayonnement et du bruit. Il existe à cet effet des lamelles de soudage et des rideaux de soudure ainsi que des systèmes de cloisons insonorisantes. Lors des soudures manuelles à l'arc, il faut faire particulièrement attention au risque électrique encouru par le soudeur. La tension de l'arc électrique se situe certes en dessous de la zone - généralement - dangereuse, mais il convient de prendre toute une série de mesures de précaution, proposées entre autres dans la fiche BGI 553 de la Metallberufsgenossenschaft (association professionnelle des métiers du métal), surtout lors de travaux présentant un risque électrique particulier, c'est-à-dire par exemple lors de travaux dans des espaces étroits conducteurs d'électricité (chaudières, tubes, etc.).

Lors du soudage au laser, le faisceau laser lui-même est une source de danger supplémentaire. Il est généralement invisible. Alors que le rayonnement dans le proche infrarouge (laser à solide, laser à fibre, laser à diode) pénètre dans la peau et l'œil et provoque des lésions rétiniennes même à faible intensité (rayonnement diffusé), le rayonnement du laser CO2 (moyen infrarouge) est absorbé à la surface (peau et cornée de l'œil) et provoque des brûlures superficielles. Les brûlures cutanées provoquées par les lasers dans le proche infrarouge sont également dangereuses, entre autres, parce que le rayonnement est absorbé dans des zones profondes sous la peau, où ne se trouvent pas de nerfs sensibles à la température. Les appareils de soudage au laser sont généralement installés de manière sûre (portes de protection verrouillées, fenêtres de protection laser), ils relèvent alors de la classe laser I et peuvent être utilisés sans danger sans lunettes de protection laser.

2. le soudage à l'électrode et le soudage à l'arc

Le soudage manuel à l'arc électrique (soudage manuel E EN ISO 4063 : processus 111) est l'un des plus anciens procédés de soudage électrique pour les matériaux métalliques, encore utilisé aujourd'hui. En 1891, Nikolai Gawrilowitsch Slavjanow a remplacé les électrodes de carbone utilisées jusqu'alors pour le soudage à l'arc par une tige métallique qui servait à la fois de support à l'arc et de métal d'apport. Comme les premières électrodes en baguette n'étaient pas enrobées, le point de soudage n'était pas protégé contre l'oxydation. C'est pourquoi ces électrodes étaient difficiles à souder.

Un arc électrique entre une électrode fondant en tant que métal d'apport et la pièce à souder est utilisé comme source de chaleur pour le soudage. La température élevée de l'arc électrique fait fondre le matériau à l'endroit de la soudure. Les sources de courant de soudage sont des transformateurs de soudage (transformateurs à champ de dispersion) avec ou sans redresseur de soudage, des convertisseurs de soudage ou des inverseurs de soudage. Selon l'application et le type d'électrode, il est possible de souder en courant continu ou en courant alternatif.

Les électrodes enrobées, par exemple pour les aciers non alliés selon la norme ISO 2560-A, dégagent des gaz et des scories de soudage lors de la fusion. Les gaz de l'enrobage stabilisent l'arc électrique et protègent le bain de soudure contre l'oxydation due à l'oxygène de l'air. Le laitier de soudage a une densité inférieure à celle du bain de fusion, il est balayé sur le cordon de soudure et assure une protection supplémentaire du cordon de soudure contre l'oxydation. Un autre effet souhaité du laitier de soudage est la réduction des tensions de retrait de soudage grâce au refroidissement plus lent, car la pièce a plus de temps pour reprendre sa déformation plastique.

L'anode (pôle positif) s'échauffe davantage en raison du bombardement d'électrons. Dans la plupart des procédés de soudage, les électrodes consommables sont utilisées comme anodes, la pièce étant donc utilisée comme cathode (pôle négatif). Pour les électrodes enrobées, la polarité dépend de l'enrobage de l'électrode. Si l'enrobage est constitué de composants peu ionisables, comme c'est le cas pour les électrodes basiques, l'électrode est soudée sur le pôle positif, plus chaud, sinon sur le pôle négatif, en raison de la charge de courant plus faible.

Le principal domaine d'application du soudage manuel à l'arc est la construction métallique et la tuyauterie. En raison des vitesses de soudage nettement plus faibles, le soudage à l'électrode est utilisé de préférence dans le domaine du montage, car l'investissement en machines est relativement faible par rapport aux autres procédés. Un soudage à l'électrode peut être réalisé sans erreur même dans des conditions météorologiques défavorables, comme le vent et la pluie, ce qui est important pour les travaux en extérieur. Un autre avantage est que, contrairement à d'autres procédés, la soudure peut souvent être effectuée sans défaut même si le joint de soudure n'est pas entièrement nu.

3. Soudage MIG - MAG (soudage sous gaz de protection métallique)

Le soudage partiellement mécanique sous gaz de protection des métaux (MSG), appelé au choix MIG (soudage des métaux avec des gaz inertes, EN ISO 4063 : processus 131) ou soudage MAG (soudage des métaux avec des gaz actifs, c'est-à-dire réactifs, EN ISO 4063 : processus 135), est un procédé de soudage à l'arc au cours duquel le fil d'apport qui fond est entraîné en continu par un moteur à vitesse variable. Les diamètres de fil de soudage usuels se situent entre 0,8 et 1,2 mm (plus rarement 1,6 mm). En même temps que l'avance du fil, le gaz de protection ou le gaz mixte est amené au point de soudage par une buse à un débit d'environ 10 l/min (règle empirique : débit volumique du gaz de protection 10 l/min par mm de diamètre du fil de soudage). Ce gaz protège le métal liquide sous l'arc électrique contre l'oxydation qui affaiblirait le cordon de soudure. Pour le soudage sous gaz actif métallique (MAG), on travaille soit avec du CO2 pur, soit avec un gaz mixte composé d'argon et de faibles proportions de CO2 et d'O2 (p. ex. "Corgon"). Selon leur composition, il est possible d'influencer activement le processus de soudage (pénétration, taille des gouttes, pertes dues aux projections) ; pour le soudage sous gaz inerte métallique (MIG), le gaz noble utilisé est l'argon, plus rarement l'hélium, un gaz noble coûteux. Le procédé MAG est utilisé en premier lieu pour les aciers, le procédé MIG de préférence pour les métaux non ferreux.

Il est également possible d'utiliser des fils fourrés, également appelés fils tubulaires, pour le soudage sous gaz de protection (avec gaz actif EN ISO 4063 : processus 136, avec gaz inerte EN ISO 4063 : processus 137). Ceux-ci peuvent être pourvus à l'intérieur d'un agent de formation de laitier et, le cas échéant, d'additifs d'alliage. Ils ont le même objectif que les enrobages de la baguette d'électrode. D'une part, les ingrédients contribuent au volume de soudage, d'autre part, ils forment un laitier sur le cordon de soudure et protègent le cordon de l'oxydation. Ce dernier point est particulièrement important pour le soudage des aciers inoxydables, car l'oxydation, le "ternissement" du cordon doit être évité même après la poursuite du passage de la torche et donc de la cloche de gaz de protection.

Histoire des procédés MIG-MAG
Le soudage MSG a été utilisé pour la première fois en 1948 aux États-Unis dans sa variante à gaz inerte ou à gaz inerte ; à l'époque, il était également appelé soudage SIGMA (shielded inert gas metal arc en anglais).

En Union soviétique, à partir de 1953, un gaz actif, le dioxyde de carbone (CO2), a été utilisé pour le soudage à la place des gaz inertes coûteux comme l'argon ou l'hélium. Cela n'a été possible que parce que des fils-électrodes ont été développés entre-temps pour compenser la combustion plus importante des éléments d'alliage lors du soudage au gaz actif.

En Autriche, le soudage CMT (Cold Metal Transfer) a été développé jusqu'en 2005 pour pouvoir être produit en série ; le courant de soudage est pulsé et le fil d'apport est déplacé d'avant en arrière à haute fréquence afin d'obtenir un détachement ciblé des gouttes avec un faible apport de chaleur.

4. coupeur de plasma

Le découpeur plasma se compose d'une source de courant, d'une pièce à main, d'un câble de masse, d'une ligne d'alimentation électrique et d'une ligne d'alimentation en air comprimé. Un plasma est un gaz conducteur d'électricité dont la température est d'environ 30 000 °C. Il peut être utilisé pour la production d'électricité. L'arc électrique est généralement amorcé par un allumage à haute fréquence et resserré à la sortie par une buse en cuivre isolée, généralement refroidie par eau. Certains systèmes utilisent également l'allumage Lift-Arc, qui est également utilisé sur les postes à souder TIG. Avec ces appareils, la torche est placée sur la pièce à l'interface et un faible courant circule qui n'est pas suffisant pour endommager la torche. Le flux de gaz repousse la torche de la surface de la pièce, l'arc électrique s'allume et l'électronique de la source de courant de soudage augmente le courant jusqu'à l'intensité requise pour la coupe. La haute densité d'énergie de l'arc électrique fait fondre le métal qui est soufflé par un jet de gaz, ce qui crée le trait de coupe. Le gaz utilisé pour le soufflage est souvent de l'air comprimé. Pour obtenir un meilleur trait de coupe, on utilise également des mélanges de gaz de protection qui empêchent ou atténuent l'oxydation. Les joints de coupage plasma se caractérisent par un arrondi de l'arête au point d'entrée.

Le procédé se distingue des autres procédés de soudage par fusion par une série d'avantages. En combinaison avec le soudage TIG à impulsions et le soudage TIG à courant alternatif, il est possible d'assembler tout matériau compatible avec le soudage par fusion. Le soudage TIG ne produit pratiquement pas de projections de soudure ; l'impact des fumées de soudage sur la santé est relativement faible. Un avantage particulier du soudage TIG est qu'il n'utilise pas d'électrode fusible. L'ajout de métal d'apport et l'intensité du courant sont donc dissociés. Le soudeur peut adapter de manière optimale son courant de soudage à la tâche de soudage et ne doit ajouter que la quantité de métal d'apport nécessaire. Cela rend ce procédé particulièrement adapté au soudage de racines et au soudage en position forcée. L'apport de chaleur étant relativement faible et localisé, la déformation des pièces à souder est moins importante qu'avec d'autres procédés. En raison de la qualité élevée des soudures, le procédé TIG est utilisé de préférence lorsque les vitesses de soudage sont inférieures aux exigences de qualité. Il s'agit par exemple d'applications dans la construction de tuyauteries et d'appareils dans la construction de centrales électriques ou dans l'industrie chimique.
L'installation de soudage TIG se compose d'une source de courant qui, dans la plupart des cas, peut être commutée en courant continu ou alternatif, et d'une torche de soudage qui est reliée à la source de courant par un ensemble de tuyaux. Dans le faisceau de tuyaux se trouvent la ligne de courant de soudage, l'alimentation en gaz de protection, la ligne de commande et, pour les grandes torches, l'arrivée et le retour de l'eau de refroidissement.

5. le soudage au plasma

Lors du soudage au plasma (soudage plasma-métal sous gaz inerte, EN ISO 4063 : processus 151), un jet de plasma sert de source de chaleur. Le plasma est un gaz conducteur d'électricité hautement chauffé par un arc électrique. Dans la torche à plasma, des impulsions à haute fréquence ionisent le gaz plasmagène (argon) qui le traverse et allument un arc auxiliaire (arc pilote). Celui-ci brûle entre l'électrode en tungstène à polarité négative et l'anode conçue comme une buse et ionise la colonne de gaz entre la buse et la pièce à usiner à polarité positive. Un allumage sans contact de l'arc électrique est ainsi possible. Les gaz plasmagènes les plus courants sont des mélanges d'argon et d'hydrogène ou d'argon et d'hélium qui protègent la masse fondue de l'oxydation et stabilisent l'arc électrique. Les légers ajouts d'hélium ou d'hydrogène renforcent la pénétration et augmentent ainsi la vitesse de soudage. Le rétrécissement du plasma par la buse en cuivre refroidie à l'eau en une colonne de gaz presque cylindrique donne une concentration d'énergie plus élevée que pour le soudage TIG, ce qui permet des vitesses de soudage plus élevées. Les déformations et les tensions sont donc moins importantes qu'avec le soudage TIG. Grâce à l'arc plasma qui brûle de manière stable même à des intensités de courant très faibles (moins de 1 A) et à l'insensibilité aux changements de distance entre la buse et la pièce à usiner, ce procédé est également utilisé dans la technique de micro-soudage. Le procédé de soudage au microplasma (plage de courant de soudage 0,5-15 A) permet encore de souder des tôles de 0,1 mm. Le soudage par plasma en trou de serrure ou en trou d'aiguille est utilisé à partir d'une épaisseur de tôle de 3 mm et peut être utilisé, en fonction du matériau à souder, jusqu'à une épaisseur de 10 mm pour le soudage en une seule couche sans préparation du joint. Les principaux domaines d'application sont la construction de réservoirs et d'appareils, la construction de tuyauteries et l'aérospatiale.

6. Tungstène - Soudage sous gaz inerte (TIG)

Le soudage au tungstène sous gaz inerte (procédé de soudage TIG, en anglais TIG, EN ISO 4063 : Processus 141) est originaire des États-Unis où il a été connu en 1936 sous le nom de soudage Argonarc. Ce n'est qu'au début des années 1950 qu'il a commencé à s'imposer en Europe. Dans les pays anglophones, le procédé est appelé TIG ou GTAW. TIG signifie "Tungsten Inert Gas Welding" et GTAW "Gas Tungsten Arc Welding". Dans les deux abréviations, on retrouve le mot "tungstène", qui est le terme anglais pour le tungstène.

Il existe deux types d'amorçage de l'arc électrique : l'amorçage par contact et l'amorçage à haute fréquence :
Dans le cas de l'allumage par contact historique (allumage par balayage ou par traçage), l'électrode en tungstène est brièvement touchée - comme une allumette - sur la pièce à usiner, ce qui crée un court-circuit. Après avoir soulevé l'électrode de la pièce à usiner, l'arc électrique brûle entre l'électrode en tungstène et la pièce à usiner. L'inconvénient majeur de ce procédé est qu'à chaque allumage, un peu de matière reste accrochée à l'électrode en tungstène, qui, en raison des températures de fusion plus élevées du tungstène, reste dans le bain de fusion comme corps étranger. C'est pourquoi on utilisait souvent une plaque de cuivre séparée, posée sur la pièce, pour l'amorçage.
L'allumage à haute fréquence a pratiquement remplacé l'allumage au pinceau. Lors de l'amorçage à haute fréquence, un générateur d'impulsions à haute tension, qui applique une tension élevée à l'électrode en tungstène, ionise le gaz entre l'électrode et la pièce à usiner, ce qui provoque l'amorçage de l'arc électrique. Le générateur d'impulsions à haute tension a une intensité de courant sans danger.
Une variante de l'amorçage par contact est l'amorçage Lift-Arc. L'électrode est placée directement sur la pièce à l'endroit de la soudure. Un faible courant circule, qui n'est pas suffisant pour endommager l'électrode. Lorsque la torche est soulevée, l'arc plasma s'allume et l'électronique de la machine de soudage augmente le courant jusqu'à l'intensité de soudage. L'avantage de cette méthode est d'éviter les perturbations électromagnétiques qui peuvent survenir lors de l'allumage à haute fréquence.

La plupart du temps, on utilise pour le soudage le gaz rare argon, plus rarement l'hélium ou un mélange des deux gaz. L'hélium, relativement cher, est utilisé pour augmenter l'apport de chaleur en raison de sa meilleure conductivité thermique. Pour les aciers inoxydables austénitiques, de faibles quantités d'hydrogène dans le gaz de protection peuvent réduire la viscosité du métal fondu et augmenter la vitesse de soudage (il ne s'agit plus d'un gaz inerte, mais d'un gaz réducteur, voir la modification prévue de la norme EN ISO 4063.

Le gaz de protection est acheminé vers le point de soudage par la buse de gaz. La règle générale est la suivante : diamètre intérieur de la buse de gaz = 1,5 × largeur du bain de fusion. La quantité de gaz de protection dépend entre autres de la forme du cordon, du matériau, de la position de soudage, du gaz de protection et du diamètre de la buse ; les informations à ce sujet figurent dans les fiches techniques des fabricants.

Le soudage TIG peut être effectué avec ou sans métal d'apport. Pour le soudage manuel, on utilise généralement des métaux d'apport en forme de baguette, comme pour le soudage au gaz. Il faut toutefois absolument éviter toute confusion avec les baguettes de soudage au gaz, car les compositions chimiques diffèrent.

Dans le soudage TIG, on distingue le soudage à courant continu et le soudage à courant alternatif. Le soudage à courant continu avec électrode à polarité négative est utilisé pour souder toutes sortes d'aciers, les métaux non ferreux et leurs alliages. En revanche, le soudage à courant alternatif est principalement utilisé pour souder les métaux légers que sont l'aluminium et le magnésium. Dans des cas particuliers, les métaux légers sont également soudés en courant continu et avec une électrode positive. On utilise alors des torches de soudage spéciales avec une électrode en tungstène très épaisse et de l'hélium comme gaz de protection. La polarisation positive de l'électrode en tungstène est nécessaire pour les métaux légers, car ceux-ci forment généralement une couche d'oxyde dure avec un point de fusion très élevé (comme l'oxyde d'aluminium, l'oxyde de magnésium) sur leur surface. Cette couche d'oxyde est rompue en cas de polarisation négative de la pièce à usiner, car celle-ci fait alors office de pôle émetteur d'électrons et les ions négatifs d'oxygène sont évacués.

La norme BGI 746 (Manipulation d'électrodes en tungstène contenant de l'oxyde de thorium pour le soudage au tungstène sous gaz inerte (TIG)) contient des indications sur la manipulation sûre d'électrodes en tungstène contenant de l'oxyde de thorium pour le soudage au tungstène sous gaz inerte et décrit les mesures de protection nécessaires qui doivent être prises pour exclure ou réduire à un niveau acceptable les risques éventuels liés à la manipulation de ces électrodes. Ces mesures sont nécessaires en raison de la faible radioactivité du thorium et des poussières nocives de ce métal lourd. Grâce à la disponibilité d'électrodes en tungstène alliées au lanthane ou aux terres rares, il est aujourd'hui possible de renoncer à l'utilisation d'électrodes en tungstène alliées au thorium.

TIG - Soudage par impulsions

Le soudage à courant pulsé est une évolution du soudage TIG. Dans le soudage TIG à impulsions, le courant de soudage pulse entre un courant de base et un courant pulsé avec des fréquences, des hauteurs et des largeurs de courant de base et de courant pulsé variables. La fréquence d'impulsion, la largeur d'impulsion et la hauteur d'impulsion sont réglables séparément. La pulsation TIG à courant variable ne peut être réalisée qu'avec un équipement de soudage spécial (onduleur de soudage). L'apport de chaleur finement dosé lors du soudage TIG par impulsions permet un bon pontage des fentes, un bon soudage à la racine et un bon soudage en position forcée. Les défauts de soudure au début et à la fin de la soudure, comme dans le cas du soudage de tubes, sont évités.

Dans toutes les descriptions, il s'agit de soudage TIG manuel ou partiellement mécanisé avec un métal d'apport principalement de ø 1,6 mm. Lors du soudage par impulsion de métaux légers (notamment : AA6061), il est possible d'obtenir une fusion à la surface et d'éviter ainsi les fusions à cœur pour les tôles fines < 1,0 mm. En particulier pour les soudures d'angle, le coin est plus facilement saisi que lors du soudage standard à courant constant. Des tôles d'une épaisseur de 0,6 mm ont également été soudées bout à bout sans problème, car la stabilité de l'arc électrique ainsi que l'apport de chaleur concentré permettent un petit bain de fusion défini. L'agrafage constitue le principal problème lorsqu'il y a un interstice et que l'oxygène a ainsi accès du côté de la racine. L'influence de l'alliage d'électrode en tungstène et la composition du gaz de protection sont importantes ; ces paramètres influencent considérablement le processus.

7. Objectif du soudage

Dans la définition, une distinction est faite entre le soudage d'assemblage et le rechargement en fonction de l'objectif du soudage. Le soudage de liaison est l'assemblage (DIN 8580) de pièces, par exemple avec une soudure longitudinale de tubes. Le rechargement est le revêtement (DIN 8580) d'une pièce par soudage. Si le matériau de base et le matériau de rechargement sont différents, on distingue le rechargement de blindages, de placages et de couches tampons.

Le soudage par fusion est un soudage avec un flux de fusion localisé, sans application de force, avec ou sans métal d'apport de même nature (ISO 857-1). Contrairement au brasage, la température du liquidus des matériaux de base est dépassée. En principe, tous les matériaux qui peuvent être transformés en phase liquide peuvent être assemblés par soudage. Le soudage est le plus souvent utilisé pour l'assemblage de métaux, de thermoplastiques ou de verre, aussi bien pour les produits de consommation que pour l'assemblage de fibres de verre dans la technique de communication. Selon le procédé de soudage, la liaison s'effectue par un cordon de soudure ou un point de soudure, voire une surface dans le cas du soudage par friction. L'énergie nécessaire au soudage est fournie de l'extérieur. Le terme de soudage ferroviaire est utilisé pour le soudage automatisé en cas d'utilisation de robots.

a. Influence du soudage sur le matériau de base.

Le matériau de base peut présenter des propriétés négatives en raison de la chaleur de soudage et du refroidissement relativement rapide qui s'ensuit. En fonction du matériau et du processus de refroidissement, il peut par exemple se produire un durcissement ou une fragilisation. En outre, des tensions résiduelles élevées peuvent apparaître dans la transition entre le cordon de soudure et le matériau de base. Il est possible d'y remédier par une multitude de contre-mesures lors de la fabrication. Il s'agit notamment de mesures techniques de soudage, telles que le choix d'un procédé de soudage, de matériaux d'apport et d'un procédé de traitement ultérieur de la soudure appropriés, le préchauffage de la pièce à usiner, ainsi que de mesures techniques de conception et de fabrication, telles que la séquence de soudage et donc d'assemblage correcte, le choix de formes de soudure appropriées et, si le choix est possible, le choix du matériau de base approprié.

b. Prolongation de la durée de vie par des méthodes de post-traitement.

La résistance en service et la durée de vie des constructions en acier soudées soumises à des charges dynamiques sont déterminées dans de nombreux cas par les soudures, en particulier par les transitions entre les soudures. Un traitement ultérieur ciblé des jonctions par meulage, sablage, grenaillage, martelage à haute fréquence, etc. permet d'augmenter considérablement la durée de vie de nombreuses constructions par des moyens simples.

c. Aptitude de l'acier au soudage.

Les aciers dont la teneur en carbone est supérieure à 0,22 % ne sont plus considérés comme soudables que sous certaines conditions ; des mesures supplémentaires, comme le préchauffage, sont nécessaires. Toutefois, la teneur en carbone de l'acier ne permet pas à elle seule de déterminer l'aptitude au soudage, car celle-ci est également influencée par de nombreux autres éléments d'alliage. C'est pourquoi l'équivalent carbone (CEV) est pris en compte pour l'évaluation. Pour de nombreuses pièces, en fonction de la construction et du matériau, des mesures complémentaires sont nécessaires pour éviter la formation de fissures et de ruptures (ruptures en terrasse), un préchauffage ou un refroidissement lent, un recuit de détente ou des soudures tampons. En général, les aciers fortement ou hautement alliés sont plus difficiles à souder et exigent des connaissances et des contrôles particuliers de la part du fabricant. C'est entre autres pour cette raison que toutes les entreprises nomment un superviseur de soudage responsable, en plus des soudeurs certifiés obligatoires. Sans désignation, le propriétaire de l'entreprise est automatiquement responsable de la surveillance de la soudure. À partir de la classe B, il faut faire appel à du personnel spécialement formé en soudage, comme par exemple un ingénieur/technicien en soudage, afin de garantir le suivi technique nécessaire des travaux de soudage.