Présentation
Auteur(s)
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Roland CAZES : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - ex‐Directeur des Recherches de la société Sciaky
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Lire l’articleINTRODUCTION
L’assemblage par soudage occupe une place importante dans l’univers de la construction des bateaux, trains, avions, fusées, automobiles, ponts, tuyaux, réservoirs et tant d’autres choses qui ne sauraient être construites sans le recours au soudage.
La clé des problèmes qui se posent lors d’une construction à souder relève du métier du soudeur ou du constructeur‐soudeur dont la démarche doit inclure, outre l’opération de soudage, les problèmes (non évoqués dans cet article) se posant en amont et en aval de celle‐ci, à savoir :
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la conception des assemblages soudés : découpage de l’assemblage et disposition des joints ;
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la préparation des pièces avant soudage : géométrie des bords, état des surfaces ;
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la mesure de la qualité des soudures et de la tenue de l’assemblage en service.
Cette démarche s’appuie sur les caractéristiques du procédé de soudage le mieux approprié qui induit la forme de la soudure et par suite la préparation à engager et le résultat obtenu.
Les articles qui suivent sont consacrés à la description des procédés les plus couramment utilisés aujourd’hui. On y expose essentiellement les principes, les équipements et la nature des liaisons, ou soudures, auxquelles ils donnent lieu.
Le soudage est un assemblage définitif exécuté sur des pièces métalliques qui s’impose pour diverses raisons : dimensionnelles (un pont), structurelles (un réservoir), constructives (une carrosserie), de poids (un panneau), économiques (un plancher) ou autres. Il peut entrer en compétition avec d’autres modes d’assemblage tels le vissage, le sertissage, le rivetage, le collage, l’agrafage (cf. articles spécialisés dans ce traité).
Le lecteur se reportera utilement à l’article Soudage et soudabilité métallurgique des métaux [M 715] dans le traité Matériaux métalliques.
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Pratique du soudage1. Données de base des différents procédés
Les procédés de soudage opèrent dans leur majorité par la mise locale des pièces à souder à température de soudage (température de fusion la plupart du temps) au niveau de leur joint ; cette mise à température s’effectue soit progressivement, soit globalement dans l’espace et dans le temps, au moyen d’une source de chaleur pouvant être associée, pour certains d’entre eux, à un dispositif de pression mécanique s’exerçant pendant le processus de formation de la liaison.
La nature offre divers phénomènes physiques exothermiques, tels la combustion, l’ionisation, la conduction électrique, le frottement, l’impact d’électrons, l’interaction onde /matière, que des inventeurs ont su organiser en vue de les appliquer à la réalisation de liaison continue de la matière, dans le but de permettre, faciliter ou améliorer la manufacture d’objets usuels ou nouveaux.
Ces phénomènes forment la base essentielle des divers procédés en usage dont la littérature spécialisée donne une classification complète communément admise par les spécialistes, à partir de quelques critères pris comme référence, comme par exemple celle de l’Institut International de la Soudure.
Plus précisément sont mis en œuvre, de façon conjuguée ou non un effet thermique, un effet mécanique, un apport de métal à quoi il faut associer une durée ou une vitesse d’exécution.
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Effet thermique
Il produit le cycle échauffement /fusion /refroidissement et s’exerce essentiellement sous deux formes :
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celle d’une source extérieure de chaleur transférée aux parties à souder et généralement ponctuelle et mobile ; c’est le cas des procédés suivants, appelés également procédés par fusion (figure 1) :
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le soudage au chalumeau,
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le soudage à l’arc électrique,
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le soudage par faisceaux à haute énergie ;
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celle d’une source de chaleur engendrée dans la matière elle‐même, soit dans le plan de joint, soit de façon diffuse et qu’il convient de localiser. Cette source est fixe dans l’espace et il lui est associé l’effet mécanique évoqué...
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