Guide de soudage : comment sélectionner les matériaux, les machines, les métaux d'apport et les paramètres de soudage

Le soudage est un processus de fabrication précis et essentiel largement appliqué dans la fabrication de structures, la maintenance d’équipements et la production industrielle. L'évaluation pré-soudage, le réglage des paramètres, les techniques opérationnelles et le contrôle qualité standardisés sont essentiels pour garantir des performances de soudage stables, une résistance fiable des joints et une qualité finie constante.

I. Évaluation avant soudage Trois paramètres fondamentaux doivent être déterminés avant le soudage :

1. Matériau de base

Acier au carbone : bonne soudabilité, adapté aux procédés les plus courants

Acier inoxydable : nécessite un apport de chaleur contrôlé, électrodes TIG ou inox recommandées pour éviter la corrosion intergranulaire

Aluminium et alliages : une conductivité thermique élevée et un film d'oxyde réfractaire nécessitent un fil AC TIG ou un fil d'aluminium dédié

Fonte : mauvaise soudabilité, nécessite un préchauffage (200~400°C), un refroidissement lent et des électrodes à base de nickel

2. Épaisseur du matériau

≤1 mm : risque de brûlure, TIG ou MIG faible courant recommandés

1 ~ 6 mm : SMAW ou MIG tous deux applicables

≥6 mm : préchauffage requis, technique multi-passes

3. Position de soudage

Plat : difficulté la plus faible

Horizontal, vertical, aérien : difficulté croissante, courant réduit de 10 % à 20 % par rapport à la position à plat

II. Sélection de machines à souder

Notes de sélection :

Les machines de type onduleur sont préférées aux types de transformateurs conventionnels pour leur efficacité énergétique et leur portabilité.

Le courant nominal n'a pas besoin d'être maximisé ; la plage de fonctionnement pratique est généralement moyenne

Les machines dotées de fonctions de démarrage à chaud et de force d'arc réduisent les difficultés de frappe et le collage des électrodes

III. Sélection des matériaux de remplissage

Exigences critiques du processus :

Les électrodes doivent être séchées avant utilisation : J422 à 150°C pendant 1 heure ; électrodes en acier inoxydable à 250°C pendant 2 heures pour éliminer l'humidité et éviter la porosité de l'hydrogène

La pureté du CO₂ pour le MIG doit être ≥99,5 % ; un mélange de gaz (80 % Ar + 20 % CO₂) améliore l'apparence des perles

IV. Référence du courant de soudage

Formule empirique SMAW :

I (A) = Diamètre de l'électrode (mm) × 30~40

Φ2,5 mm → 75 ~ 100 A

Φ3,2 mm → 96 ~ 128 A

Φ4,0 mm → 120~160 A

Valeurs de référence MIG :

I (A) = Épaisseur de la plaque (mm) × 30~50

1 mm → 30~50 A

3mm → 90~150A

6 mm → 180~300 A

Critères diagnostiques :

Courant excessif : brûlure et contre-dépouille

Courant insuffisant : manque de pénétration, inclusion de laitier, collage des électrodes

La trace de pénétration de l'arrière de l'éprouvette et le profil du cordon avant doivent être utilisés comme référence d'ajustement final.

V. Normes de qualité des soudures

Une soudure qualifiée doit satisfaire à trois exigences fondamentales :

Profondeur de pénétration suffisante : minimum 1/3 de l'épaisseur du matériau de base en section transversale

Pas de porosité ni d'inclusion de scories : pas de cavités en nid d'abeille ou d'inclusions sombres en surface ou à l'intérieur

Pas de fissures : pas de fissures longitudinales ou transversales au refroidissement ; le test de tapotement peut être utilisé comme contrôle préliminaire

VI. Techniques opérationnelles par processus

SMAW

Frappant : scratch‑start ou tap‑start ; éviter tout contact prolongé provoquant le collage de l'électrode

Angle de l'électrode : 70°~80° par rapport à la surface de la pièce, inclinée dans le sens du déplacement

Modèle de tissage : ligne droite pour feuilles fines ; zigzag pour une épaisseur moyenne ; croissant pour plaques épaisses avec rainures ; largeur d'oscillation ≤3 × diamètre de l'électrode

Longueur de l'arc : approximativement égale au diamètre de l'électrode ; une longueur excessive augmente les éclaboussures, une longueur insuffisante provoque le collage

MIG/MAG

Dépassement : environ 10 × diamètre du fil (Φ0,8 mm → 8~10 mm)

Angle de la torche : angle de traînée perpendiculaire ou léger (5°~15°), technique de poussée

Débit de gaz : 15~20 L/min ; la zone de soudage doit être protégée des courants d’air transversaux

TIG

Pointe d'électrode en tungstène : rectifiée à un cône de 30 ° à 45 °, centrée sur la ligne de joint

Longueur de l'arc : 2 ~ 4 mm

Alimentation de la tige de remplissage : plonger dans le bord d'attaque du bain de soudure, éviter l'entrée directe dans la colonne d'arc

Soudage de l'aluminium : mode AC requis, courant augmenté de 20 % à 30 %

VII. Exigences de sécurité

Le soudage est une opération à flamme nue. Les contrôles suivants doivent être appliqués :

Protection des yeux : casque à obscurcissement automatique avec teinte n° 11 minimum pour éviter les brûlures de la cornée par l'arc.

Protection respiratoire : l'acier inoxydable et les matériaux galvanisés produisent des fumées toxiques ; porter un respirateur approprié ou utiliser une aspiration des fumées, maintenir la position face au vent

Prévention des incendies : la température de l'arc dépasse 3000°C ; les matériaux combustibles doivent être dégagés dans un rayon de 2 m ; l'extincteur doit être accessible

VIII. Défauts de soudage courants et actions correctives

IX. Procédure post-soudage

Décrassage : éliminer le flux avec un marteau burineur, nettoyer les résidus avec une brosse métallique

Inspection visuelle : vérifiez que l'ensemble du cordon est exempt de défauts visibles

Prévention de la rouille : les composants en acier au carbone doivent être recouverts d'une peinture ou d'une huile anticorrosion immédiatement après refroidissement