Aller au contenu principal

Soudage des
aciers non alliés

Solutions SAF-FRO pour les applications de soudage et de coupage des aciers non alliés

Les aciers non alliés sont en réalité des alliages d'acier et de carbone, dans des proportions comprises entre 0,12 % et 2,0 %. Les aciers au carbone sont extrêmement répandus dans la plupart des activités industrielles, par exemple les transports (automobile, aviation, camions, rames de trains et chantiers navals), les applications de tuyauterie et de chaudronnerie pour les industries chimiques, les chantiers offshore, les éoliennes, le BTP ou encore l'industrie minière.

Coupage plasma et à la flamme (oxycoupage)

Le coupage plasma et à la flamme (oxycoupage) font partie des procédés  utilisés pour le coupage thermique des aciers non alliés, que ce soit via des applications manuelles, avec la gamme de postes PRESTOJET/ PLASMAJET, ou des applications automatiques sur table de coupage automatique (OPTITOME – ALPHATOME – OXYTOME et PLASMATOME), avec le MACH HP pour l'oxycoupage et le NERTAJET HP pour le coupage plasma.

Équipements MMA pour le soudage des aciers non alliés

L'équipement consiste en une source de courant générant le courant de soudage (de 10 A à environ 500 A) via la transformation du courant secteur du réseau électrique (monophasé ou triphasé, tension de 230 à 440 V). Les sources de courant modernes pour arc utilisent une technologie à onduleur, ce qui permet de réduire les coûts tout en simplifiant l'utilisation du poste de soudage, notamment en termes de qualité de l'amorçage et de stabilité du courant de soudage.
Les sources de courant à onduleur sont également plus légères que les transformateurs et offrent un courant de soudage identique, le tout avec une meilleure transportabilité.

Les équipements SAF-FRO dédiés aux procédés de soudage MMA sont distribués sous la désignation PRESTO. Il est également nécessaire d'utiliser un kit de soudage MMA afin de raccorder la source de courant à la pièce à souder et au support de l'électrode enrobée.

Consommables pour soudage MMA des aciers non alliés

La composition de l'âme métallique de l'électrode est généralement similaire à celle du matériau de base, tandis que les enrobages sont proposés en deux versions : rutile ou basique (également connu sous le nom d'électrodes à faible teneur d'hydrogène).

  • Les électrodes rutiles sont utilisées pour les applications d'aujourd'hui. D'une facilité d'utilisation exceptionnelle, ce procédé permet d'obtenir des joints à l'aspect parfait, mais présente certaines limites en termes de propriétés mécaniques.
    SAF-FRO distribue les produits BLUCORD et SAFER , avec une légère différence en ce qui concerne les positions de soudage.

     
  • Les électrodes à enrobage basique permettent d'obtenir des soudures avec une teneur inférieure en hydrogène et une résistance mécanique supérieure, idéale pour les applications à haut niveau de sécurité. Ce type d'électrode implique une manipulation particulièrement délicate et nécessite une dextérité supérieure de la part des soudeurs.
    Les produits proposés par SAF-FRO pour ce type d'applications sont distribués sous la désignation commerciale SAFER.

    Il est nécessaire d'apporter un soin tout particulier aux électrodes à enrobage basique, en raison du caractère hygroscopique de ce dernier. Il est impératif de conserver les électrodes au sec ou de les étuver avant de les utiliser. SAF-FRO a développé l'emballage spécial « DRYPACK » permettant d'éviter d'étuver les électrodes après ouverture des sachets.

Équipements et consommables TIG pour le soudage des aciers non alliés

L'équipement consiste en une source de courant générant le courant de soudage DC (de 10 A à environ 500 A) via la transformation du courant secteur du réseau électrique (monophasé ou triphasé, tension de 230 à 440 V). Les sources de courant TIG modernes pour arc utilisent un onduleur, ce qui permet de réduire les coûts tout en simplifiant l'utilisation du poste de soudage, notamment en termes de qualité de l'amorçage et de stabilité du courant.
Les sources de courant à onduleur sont également jusqu'à dix fois plus légères que les transformateurs et offrent un courant de soudage identique, le tout avec une meilleure transportabilité.

Les équipements SAF-FRO dédiés aux procédés de soudage TIG en courant continu sont distribués sous la désignation PRESTOTIG DC. Il est également nécessaire d'utiliser une torche de soudage TIG dotée d'une électrode tungstène réfractaire. L'utilisation d'une bouteille de gaz argon et d'un détendeur-débitmètre est également nécessaire afin de contrôler le débit du gaz argon (Ar) de protection.

Le métal d'apport doit être choisi en fonction du matériau de base à souder. La gamme de produits SAF-FRO est adaptée à la plupart des applications d'aujourd'hui. Ces baguettes sont distribuées sous la désignation commerciale ALTIG .

Soudage à l'arc plasma d'acier non allié

Le soudage à l'arc plasma est similaire au procédé de soudage TIG, à une différence près, et fondamentale : la torche de soudage implique une restriction mécanique de l'arc, ce qui permet de créer, par effet conjugué avec le gaz plasma, une atmosphère ionisée à haute température. La fusion du matériau de base intervient au niveau du point d'impact, avec une concentration intense d'énergie permettant d'obtenir une pénétration profonde et précise. L'arc plasma et le bain de fusion sont protégés par un gaz de protection distribué depuis la torche.


Le soudage à l'arc plasma peut être utilisé manuellement à de faibles courants de soudage (environ 15 A, ou micro-plasma), bien qu'il soit généralement employé dans les applications automatisées afin d'obtenir une qualité de résultats supérieure (travaux de chaudronnerie ou de tuyauterie par exemple).
Bien que l'utilisation d'un métal d'apport ne soit pas requise, notamment pour la passe de fond, elle permet néanmoins d'optimiser la productivité en cas de soudage à grande échelle.

Équipements MIG-MAG pour le soudage des aciers non alliés

L'équipement de soudage MIG/MAG comprend une source de courant générant le courant de soudage, une tête de soudage (intégrée ou séparée), une torche ou un pistolet de soudage, ainsi qu'un dispositif d'alimentation en gaz de protection.
SAF-FRO propose différents types de sources de courant, notamment des transformateurs (FILCORD et PRESTOMIG) ou des onduleurs high-tech (DIGISTEEL, DIGIPULS et DIGIWAVE). Les sources de courant MIG-MAG modernes utilisent une technologie d'onduleur high-tech, ce qui permet de réduire les coûts tout en simplifiant l'utilisation du poste de soudage, notamment en termes de légèreté des équipements et de stabilité du courant de soudage.

Ces sources de courant offrent tous les types de régimes de transfert de métal (globulaire, short-arc, pulsé), mais SAF-FRO propose en outre de nouvelles méthodes brevetées, par exemple :

  • Le régime Speed Short Arc™ (SSA) permet d'accélérer la vitesse de soudage, de limiter les risques de déformation des plaques, de travailler dans toutes les positions et d'optimiser la qualité générale des soudures
     
  • La technologie High Penetration Speed™ (HPS) permet d'optimiser jusqu'à 50 % la productivité des procédés de soudage MIG/MAG, notamment via une réduction du nombre de passes par rapport aux régimes Spray Arc classiques, la possibilité de souder en angle avec une distance de retrait élevée, et la réduction des risques de déformation des plaques et des zones chauffées.

Consommables pour soudage MIG-MAG des aciers non alliés

SAF-FRO distribue du fil massif pour le soudage des aciers non alliés sous la désignation commerciale FILCORD . Ce fil est proposé dans des diamètres de 0,6 mm à 1,6 mm, sous forme de bobines, adaptées à la plupart des applications manuelles, ou de tourets, indiquées pour les applications automatisées ou robotiques. Le métal d'apport doit être choisi en fonction du matériau de base à souder.

Soudage à l'arc avec fil fourré des aciers non alliés

Le soudage avec fil fourré est un procédé dérivé du soudage MIG/MAG, qui prévoit l'utilisation à la place du fil massif d'un fil tubulaire contenant un flux.
Ce procédé offre plusieurs avantages, notamment la possibilité de souder dans n'importe quelle position, avec un taux de dépôt supérieur et une extrême polyvalence. En revanche, ce procédé implique un risque élevé d'émission de fumées de soudage.
Les fils fourrés sont utilisés dans de nombreux secteurs industriels : automobile et transports, production, soudage de pipelines, BTP et autres infrastructures en acier.

L'équipement utilisé pour le soudage au fil fourré est identique à celui utilisé pour le soudage MIG/MAG.
Le matériau d'apport est un fil fourré à flux, distribué par SAF-FRO sous la désignation commerciale SADUAL ou STEELCORED (format Chemetron ou tubulaire).

Équipements et consommables pour soudage AS des aciers non alliés

L'équipement pour le soudage à l'Arc Submergé (AS) comprend :

  • une ou plusieurs sources d'alimentation électrique générant un courant de soudage DC ou AC à haute intensité
  • une tête de soudage distribuant le flux et le fil électrode,
  • un système de distribution du flux contenant le flux et régulant le dépôt de flux


Le matériau d'apport comprend :

  • un flux (fondu ou aggloméré) : un mélange de fluorures de calcium et oxydes d'aluminium, titane, manganèse, magnésium ou silicone. Fourni avec une granulométrie spécifique. SAF-FRO distribue habituellement ce produit sous la désignation commerciale AS, et la majeure partie des flux SAF-FRO est adaptée aux applications de soudage des aciers non alliés.
  • un fil massif distribué par SAF-FRO sous la désignation commerciale AS.

Informations complémentaires au sujet du procédé de soudage MMA

Le soudage manuel à l'arc (MMA), également appelé soudage à l'arc sous protection (SMAW) selon l'organisme américain AWS, utilise une électrode fusible en acier enveloppée d'un flux.

L'arc électrique est généré entre la plaque à assembler et l'électrode enrobée. Sous l'effet de la chaleur générée dans l'arc, la pièce et l'électrode fondent, formant ainsi le bain de fusion. L'enrobage de l'électrode fond également, formant ainsi un gaz protégeant le bain de fusion (gaz de protection). Pendant le soudage, l'enrobage fondu forme un laitier qui doit être éliminé. Ce procédé compte parmi les premières techniques d'assemblage de l'histoire. Cette méthode de soudage présente des inconvénients non négligeables, notamment la formation d'étincelles et de fumée, la nécessité d'un nettoyage minutieux après soudage, la lenteur du procédé et le fait de devoir recourir à un soudeur expérimenté. Néanmoins, certains avantages sont à noter, tels que son faible coût, sa transportabilité et sa compatibilité garantie avec la plupart des applications.

Informations complémentaires au sujet du procédé de soudage TIG

Soudage TIG (Tungsten Inert Gas), également appelé soudage GTAW (Gas Tungsten Arc Welding) selon l'organisme américain AWS.

Ce procédé prévoit la formation d'un arc entre le matériau de base et une électrode tungstène non fusible au niveau de la torche de soudage. C'est au niveau du point de contact que le matériau de base entre en fusion, et qu'il est nécessaire d'ajouter un autre matériau d'apport dans le bain. Le bain est protégé par un gaz, appelé gaz de protection. Il s'agit habituellement de l'argon, préféré au tungstène en raison de la haute sensibilité de ce dernier à l'oxygène, distribué depuis la torche.

Ce procédé présente plusieurs avantages :  des soudures propres et de haute qualité avec une excellente pénétration, et nécessitant peu de nettoyage, voire aucun, au terme du soudage. Principal inconvénient, le procédé TIG est le plus lent de tous les types de soudage à l'arc.
Ce procédé est relativement simple à intégrer aux applications d'automatisation.

Informations complémentaires au sujet du procédé de soudage MIG-MAG

Soudage sous gaz inerte-actif (MIG-MAG), également appelé soudage GMAW (Gas Metal Arc Welding) selon l'organisme américain AWS.

Ce procédé prévoit la formation d'un arc entre le matériau de base et un fil continu entièrement fusible. Il utilise comme métal d'apport le fil de soudage distribué au travers de la torche.
Il est nécessaire d'utiliser un gaz de protection afin de protéger l'arc et le bain de fusion. Ce procédé offre différentes options : utilisation d'un gaz inerte (mélange d'argon et de dioxyde de carbone) pour le soudage MIG, et de dioxyde de carbone pour le soudage MAG. Le gaz de protection est à choisir en fonction de différents facteurs et de la qualité finale exigée.


Le soudage MIG/MAG s'impose comme la méthode la plus répandue dans les applications industrielles, grâce à sa rapidité d'application, son faible coût et sa haute productivité, et le fait de pouvoir faire appel à des soudeurs moyennement qualifiés. Ce procédé présente certains inconvénients : des soudures pouvant parfois présenter une apparence peu satisfaisante avec la formation de perles. Toutefois, les sources de courant modernes bénéficient de méthodes de régime d'arc de toute dernière génération offrant des résultats sans précédent.
Habituellement utilisés pour les applications manuelles, les procédés de soudage MIG/MAG se sont étendus aux applications automatiques et robotiques.

En savoir plus sur le soudage à l'arc submergé (AS)

Le soudage à l'arc submergé (AS) est un procédé de soudage à l'arc impliquant la formation d'un arc entre le matériau de base et le fil continu (fils massifs ou fourrés).

L'arc et le bain de fusion sont entièrement recouverts d'une couche de laitier, ce qui permet d'éviter la formation d'étincelles, de radiation et de fumées. Le procédé AS est utilisé dans la quasi-totalité des applications de soudage automatisé, bord à bord, en angles pour des cordons de soudage longs ou de forte épaisseur. Le courant de soudage se révèle particulièrement élevé (jusqu'à 1 200 A pour un seul fil, et bien supérieur en cas d'utilisation de plusieurs fils), tout comme le taux de dépôt. Il s'agit du procédé de soudage à l'arc offrant une productivité maximale.


Ce procédé offre de nombreux avantages : des soudures parfaites, une productivité optimale, possibilité de souder des épaisseurs conséquentes en un seul passage, absence totale de fumée et radiations d'arc invisibles. Ce procédé présente un seul inconvénient, celui d'utiliser des équipements automatisés lourds et volumineux.
Le soudage à l'arc submergé (AS) est pratiqué dans de nombreux secteurs industriels, notamment les transports (camions, rames de trains), la fabrication et l'installation de pipelines, ou encore les infrastructures en acier.