Grande Encyclopédie Larousse 1971-1976Éd. 1971-1976
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soudage (suite)

Le soudage sous gaz réducteurs ou neutres supprime cette opération et permet le soudage avec des fils non enrobés. Dans le procédé de soudage sous argon appelé TIG (de l’expression anglaise Tungsten Inert Gas), l’électrode non consommable en tungstène est placée au centre d’une buse alimentée en argon, cet ensemble étant appelé torche de soudage. Ce soudage peut se faire avec ou sans mêlai d’apport. Dans le premier cas, le métal d’apport est présenté sous forme d’un fil que le soudeur tient d’une main pendant qu’il tient la torche de l’autre. Pour souder des pièces de grandes dimensions et de fortes épaisseurs et aussi pour équiper les machines automatiques à souder, la torche TIG est en général remplacée par une torche MIG (de l’expression anglaise Metal Inert Gas). Dans cette torche, la pointe en tungstène non fusible placée au centre de la buse d’argon est remplacée par le fil consommable, utilisé comme métal d’apport. Un servomécanisme associé à cette torche déroule un fil d’un dévidoir et fait avancer celui-ci au fur et à mesure qu’il fond dans la zone de soudage. Les procédés de soudage sous argon TIG et MIG sont utilisés pour souder dans de très bonnes conditions l’acier inoxydable et les alliages légers, mais ils donnent également de bons résultats pour l’acier. En général, les électrodes de soudage consommables sont placées au-dessus des pièces à souder, mais dans la plupart des cas on peut aussi souder assez correctement de bas en haut. Des études cinématographiques ont montré que des sphérules de matière liquide montent de l’électrode vers les pièces à souder suivant un phénomène qui, à ce jour, n’a pas encore pu être totalement expliqué.


Soudage par résistance

La chaleur nécessaire à la fusion du métal est obtenue par effet Joule. De telles soudures sont essentiellement réalisées par recouvrement. Les pièces à assembler sont fortement appliquées à plat, l’une contre l’autre, à l’aide de deux électrodes en matières bonnes conductrices de l’électricité et de la chaleur (cuivre et alliages de cuivre) et énergiquement refroidies par circulation d’eau. Le passage d’un courant très intense, mais de faible tension (quelques volts seulement), entre les deux électrodes, produit un fort dégagement de chaleur dans la zone des pièces à souder, localisée entre les deux électrodes. Cette chaleur est partiellement évacuée par les électrodes, au travers de leurs surfaces de contact avec les pièces à souder. Si l’intensité du courant, sa durée et l’effort de pression des électrodes sur les deux pièces sont bien choisis, seule une zone centrale englobant la surface de contact des deux pièces est amenée en fusion. Les surfaces extérieures des pièces sont à peine marquées, et l’opération est assez rapide : elle dure au total une à quelques secondes seulement, suivant l’épaisseur des pièces à souder.

• Dans le soudage par points, les deux électrodes sont des barreaux de révolution à extrémité en tronc de cône ou en calotte sphérique et sont placées bout à bout de part et d’autre des deux pièces à souder. On réalise ainsi des soudures discontinues.

• Dans le soudage à la molette, les deux électrodes sont de grands disques, à axes parallèles, placés de part et d’autre des deux pièces à souder et roulant sans glisser sur celles-ci. Dans ce procédé, le courant est toutefois envoyé aux électrodes sous forme d’une succession d’impulsions suffisamment rapprochées afin d’obtenir une zone de soudage continue et étanche formée d’une succession de zones en forme de lentilles qui se chevauchent. Si ces zones ne se chevauchent pas, par suite d’une fréquence de répétition trop faible des impulsions, le soudage se fait par points.

Ces deux procédés ne permettent de souder que des pièces en tôle, d’épaisseurs voisines.

• Dans le soudage par bossage, on peut souder un support de forte épaisseur sur la face plane d’une pièce en tôle de faible épaisseur. Au préalable, il faut emboutir sur la face d’appui du support des protubérances appelées bossages, chacune de 1 mm de hauteur environ et de quelques millimètres carrés de surface. Sur la tôle, posée sur une électrode en forme de plaque en cuivre ou en alliage de cuivre, on appuie fortement le support à l’aide d’une autre électrode plate de grande surface de contact et on fait passer l’impulsion de courant. Le passage de ce courant, qui est localisé dans la zone de contact des bossages du support avec la face plane de la tôle, produit la fusion de ces zones, qui, après refroidissement, assurent la soudure des deux pièces.

À l’aide de ces techniques de base, de très grande productivité et peu coûteuses à mettre en œuvre, on peut concevoir des machines à souder semi-automatiques et automatiques, notamment celles qui équipent les ateliers de fabrication des carrosseries automobiles. Sans le soudage par résistance, les carrosseries autoporteuses en tôle emboutie n’auraient jamais pu se généraliser.


Soudage par aluminothermie

La combinaison de l’aluminium avec l’oxygène de l’oxyde de fer, amorcée par la combustion d’une capsule de magnésium, dégage une très grande quantité de chaleur et libère le fer à l’état liquide. La réaction du mélange de poudre de ces deux corps, placé dans un récipient en matière réfractaire construit autour de deux pièces massives en acier placées bout à bout, produit localement la fusion des deux pièces en acier et les soude ensemble. Les rails de chemin de fer sont quelquefois soudés par ce procédé d’aluminothermie.


Procédés spéciaux


Soudage au jet de plasma ou soudage à l’hydrogène atomique

Un courant d’hydrogène sous pression est envoyé au travers d’une petite tuyère refroidie à l’eau et dans laquelle on fait jaillir un arc électrique entre deux électrodes non consommables. À la température de l’arc, l’hydrogène moléculaire se dissocie en ions H+. Ces ions parviennent sur la pièce froide, où les molécules se reforment avec un très gros dégagement de chaleur. De plus, le courant d’hydrogène protège la soudure des gaz environnants. On peut également utiliser d’autres gaz ou mélanges de gaz. Par ce procédé, on obtient une source de chaleur très localisée et de très grande puissance spécifique.