Les trois grandes techniques

MIG, TIG et à l'électrode

Il existe des dizaines de processus de soudage, mais trois dominent le métier. Chacun a ses avantages et ses inconvénients.

MIG (GMAW, Gas Metal Arc Welding): Un processus alimenté par fil. La machine alimente un rouleau de fil de remplissage à travers le pistolet, tout en protégeant le faisceau de soudure de la contamination (mélange d'argon-CO2). Le MIG est rapide, facile à apprendre et idéal pour la production sur du acier doux et aluminium. C'est le processus le plus utilisé dans la fabrication et les ateliers de carrosserie.

TIG (GTAW, Gas Tungsten Arc Welding): Le processus de précision. Un électrode en tungstène non consommable crée l'arc, et le soudeur alimente le fil de remplissage à la main avec l'autre main. Un gaz de protection à l'argon pur. Le TIG produit les soudures les plus propres et précises et est nécessaire dans l'aéronautique, l'aluminium inoxydable pour l'alimentation et les tubes minces. C'est le processus le plus lent des trois et le plus difficile à maîtriser.

Bâton (Soude à l'électrode, Soude à l'arc à flux protégé): Le cheval de bataille. Un électrode recouverte de flux fond et dépose du métal de remplissage tout en créant son propre gaz blindage et sa couche de scorie. Pas de bouteille à gaz externe nécessaire. Le bâton fonctionne à l'extérieur dans le vent et la pluie, sur du métal rouillé ou sale, et dans des espaces étroits. Les soudeurs de conduits, les ferblantiers en acier et les équipes de réparation dépendent de lui.

Le bon procédé dépend du métal, de la jointure, de l'environnement et de la norme de qualité.

Choisir le Bon Procédé

Une entreprise de fabrication reçoit trois emplois en une semaine. L'emploi un consiste à souder des tubes d'acier inoxydable pour une usine de transformation alimentaire : les soudes doivent être parfaitement propres sans contamination. L'emploi deux consiste à réparer un tirant d'acier fissuré sur un pont extérieur en janvier vent. L'emploi trois consiste à souder 200 crochets d'acier doux identiques sur une ligne de production.

Physique de l'Arc Électrique

Ce qui se passe lorsqu'un Arc est Inflammé

La soude à l'arc est un déchargement électrique soutenu à travers un écart entre l'électrode et l'objet de travail. Lorsque le circuit est fermé, le courant circule à travers le gaz dans l'écart, le ionisant en plasma : l'état de la matière numéro quatre.

Ce plasma atteint des températures entre 6 000 et 10 000 degrés Fahrenheit, très au-dessus du point de fusion de l'acier (environ 2 500 F). La chaleur intense crée une mare de soude : une petite mare de métal fondu sur l'objet de travail.

La Zone Affectée par la Chaleur (ZAC): L'aire entourant la mare de soude qui ne fond pas mais est suffisamment chaude pour changer la structure microscopique du métal. La ZAC peut devenir cassante ou affaiblie si le soudeur applique trop de chaleur ou avance trop lentement. Contrôler l'apport de chaleur est l'une des compétences les plus importantes en soude.

Gaz de protection: Le métal fondu réagit violemment avec l'oxygène et l'azote de l'air. L'oxydation crée de la porosité (petites bulles de gaz piégées dans le soudage) et affaiblit l'assemblage. Le gaz de protection, l'argon, le CO2 ou un mélange : déplace l'atmosphère autour de la cuvette de soudage, la maintenant propre.

Sans protection, la cuvette de soudage absorbe les gaz atmosphériques et le soudage résultant est poreux, fragile et sans valeur structurelle. Chaque procédé de soudage a une forme de protection : gaz externe en MIG et TIG, revêtement de flux en Stick.

Pourquoi la protection est-elle importante ?

Un soudeur effectue un MIG sur une plaque d'acier doux à l'extérieur. Un fort coup de vent souffle sur le site de travail. L'arc semble normal, mais lorsque le soudeur gratte la rosée et examine la rainure, elle est pleine de petits trous et a l'air rugueuse et poreuse.

Contrôler la chaleur

Deux soudeurs effectuent le même joint sur des plaques d'acier identiques. Le soudeur A avance rapidement avec une modique intensité de courant. Le soudeur B avance lentement avec une forte intensité de courant, mettant beaucoup plus de chaleur dans le métal.

Les deux soudures semblent acceptables en surface, mais la plaque du soudeur B est déformée et courbée, et le métal à côté du soudage est décoloré et fragile.

Cinq Assemblages de Base

Comment les morceaux de métal sont assemblés

Chaque connexion soudée commence par la position relative des morceaux les uns par rapport aux autres. Il existe cinq configurations d'assemblages de base.

Joint bout sur: Deux pièces placées en bordure à bordure dans le même plan. Utilisé pour les plaques et tubes. L'assemblage le plus courant dans les travaux structurels et sous pression. Il est souvent nécessaire de faire un talon (affecter un angle aux bords) pour permettre une pénétration complète sur les matériaux épais.

Joint chevauchement: Deux pièces se chevauchant. Simple, solide en cisaillement, courant dans le travail du tôle et de la carrosserie automobile.

Joint T: Un morceau placé perpendiculairement à un autre, formant une T. L'arc est généralement un soudage en coin à l'intersection.

Joint coin: Deux pièces se rencontrant à un angle droit le long de leurs bords, formant un L. Utilisé dans les cadres, boîtes et enceintes.

Joint longueur: Deux pièces placées en parallèle avec leurs bords alignés. Principalement utilisé pour le tôle mince et les applications à faible stress.

Soudages en coin sont des soudages en triangle déposés dans le coin intérieur d'un joint T, d'un joint chevauchement ou d'un joint coin. Soudages en rainure remplissent une rainure préparée (talon) entre deux pièces dans un joint bout sur.

Symboles de soudage sur les plans d'architecture indiquent au soudeur quel type de soudage effectuer, sa taille, sa longueur et son emplacement. Le symbole de base est positionné sur une ligne de référence avec une flèche pointant vers l'assemblage. Le symbole du type de soudage est placé sur la ligne de référence : en dessous de la ligne signifie souder du côté de la flèche, au-dessus de la ligne signifie souder de l'autre côté.

Lecture du travail

Un ingénieur en structure vous envoie un dessin pour une table en acier. Quatre jambes en tube carré doivent être soudées à un plateau plat en dessous. Les assemblages où les jambes rencontrent le dessous du plateau supporteront l'intégralité du poids de tout ce qui est placé sur la table.

Ennuis de soudage et protection

Les non-négociables

Le soudage produit des dangers qui peuvent causer des blessures permanentes ou la mort. La sécurité n'est pas optionnelle : c'est la première compétence que chaque soudeur professionnel maîtrise.

Lumière UV et infrarouge : L'arc émet une lumière ultraviolet intense qui cause la conjonctivite (photokeratite), qui ressemble à du sable dans les yeux et peut causer une cécité temporaire. Une exposition prolongée provoque des brûlures de la peau similaires à des brûlures sévères du soleil. Un casque de soudage approprié avec le verre de loup correct (de 10 à 13 pour le soudage à l'arc) est obligatoire. Les casques auto-obscurcissants passent d'une lumière faible à une lumière de soudage en millisecondes lorsque l'arc frappe.

Fumées et ventilation : Le soudage vaporise le métal, le flux et les revêtements, produisant des fumées qui contiennent du manganèse, du chrome, du zinc et d'autres composés toxiques. L'acier galvanisée (revêtu de zinc) produit des fumées de dioxyde de zinc qui provoquent la fièvre des fumées métalliques, des symptômes similaires au rhume qui apparaissent plusieurs heures après l'exposition. Les fumées de l'acier inoxydable contiennent du chrome hexavalent, un cancérogène reconnu. Un écoulement adéquat, une extraction des fumées ou un respirateur est nécessaire.

Dangers électriques : Les machines à souder délivrent une haute tension à une tension relativement basse, mais la tension ouverte (généralement de 60 à 80 volts) peut délivrer une décharge électrique mortelle dans des conditions humides. Ne soudis jamais dans de l'eau stagnante. Vérifiez les câbles et les connexions pour détecter des dommages. Assurez-vous toujours de bien affermir l'objet de soudage.

Feu et brûlures : Les étincelles et le métal fondu peuvent atteindre 35 pieds. Éloignez les matériaux inflammables. Portez des vêtements résistants au feu, des gants en cuir et des bottes en cuir. Un service de surveillance du feu est nécessaire lorsque l'on soudait près de matériaux combustibles.

Résumé des équipements de protection individuelle (EPI) : casque de soudage (verre de loup correct), lunettes de sécurité en dessous, gants en cuir, manches ou veste résistantes au feu, bottes en cuir, protection auditif dans les espaces clos et un respirateur lorsque la ventilation est insuffisante.

Décisions de sécurité

Vous arrivez sur un site de travail pour souder une réparation sur une rampe en acier à l'intérieur d'une petite pièce mécanique. La pièce n'a pas de fenêtres et une seule porte. Il y a des boîtes en carton et des chiffons gras rangés dans le coin, à environ 10 pieds de l'emplacement de soudage. Le sol présente quelques flaques d'eau provenant d'une fuite récente d'un tuyau.

Où mène la soudure

Carrières de soudage et certification

La soudure n'est pas une seule carrière : c'est une plateforme qui ouvre la porte à des dizaines de spécialisations, dont beaucoup sont hautement rémunérées et en constante demande.

Soudeur de tuyaux : Assemble les sections de tuyaux d'hydrocarbures, de gaz et d'eau sur le terrain. Soude généralement à l'arc sur acier au carbone. Les soudeurs de tuyaux voyagent constamment et perçoivent un salaire de prime. Un soudeur de tuyaux expérimenté peut gagner plus de 100 000 $ par an.

Soudeur sous-marin (soudeur hyperbare) : Soude sur les plateformes en mer, les coques de navires et les infrastructures sous-marines. Combinaison de certification de plongée commerciale avec compétences en soudage. L'une des spécialisations de soudage les mieux rémunérées et les plus dangereuses.

Soudeur aéronautique : Soude à l'arc à inducteur sur alliages exotiques comme le titane, l'Inconel et l'aluminium-lithium pour les avions et les véhicules spatiaux. Normes d'exactitude et d'hygiène extrêmes. Chaque soudure est inspectée et documentée.

Ferrailleur- soudeur : Soude l'acier structuré sur les bâtiments, les ponts et les engins lourds. Travaillent souvent à hauteur sur les connexions de poutres.

Certification : L'Association américaine de soudage (AWS) administre les tests de qualification de soudeurs. Le test de qualification le plus courant est le code de soudage structural AWS D1.1. Passer un examen de certification signifie que vous avez soudé une pièce d'essai qui a été pliée ou examinée par radiographie et a réussi à l'inspection. Les certifications sont spécifiques au processus, à la position et au matériau. Une certification pour le MIG sur plaque ne couvre pas le TIG sur tuyau.

Démarrage: Les programmes de college communautaire de soudage (6 mois à 2 ans), les programmes de formation professionnelle, et les stages de syndicat (généralement 3 à 5 ans avec une formation sur le tas rémunérée) sont les principaux points d'entrée. Les stages combinent des cours en salle avec de la soudure réelle sous la supervision d'un maître.

Planification de votre parcours

Relier le soudage à votre avenir

Vous connaissez maintenant les principaux processus de soudage, la physique de l'arc, la conception des assemblages et la discipline en matière de sécurité exigée par le métier.