Soudage électrique pour débutants : nuances des travaux de soudage et analyse des erreurs principales

Un appartement, et encore plus une maison individuelle, nécessitent des travaux d'entretien et de réparation réguliers. Le bricoleur doit être un touche-à-tout capable d'effectuer de nombreuses tâches variées. C'est pourquoi les bricoleurs souhaitent maîtriser le plus de technologies possible.

L'une des compétences les plus demandées est la capacité à effectuer des travaux de soudage. La pratique montre que le soudage électrique pour débutants est le plus approprié – la technologie est simple et accessible à toute personne souhaitant apprendre à l'utiliser. Avant de commencer à maîtriser la méthode, il convient de se familiariser avec l'aspect théorique de la question, êtes-vous d'accord ?

Toutes les informations nécessaires sont détaillées dans notre article. Nous avons décrit le principe de fonctionnement du soudage électrique et indiqué quel appareil est préférable de choisir pour un usage domestique. De plus, l'article présente la technologie étape par étape pour souder des pièces, les méthodes de réalisation des soudures, ainsi que les défauts probables des assemblages.

Qu'est-ce que le soudage électrique ?

On appelle soudage électrique l'une des méthodes de soudage où un arc électrique est utilisé pour chauffer puis faire fondre les métaux. La température de ce dernier atteint 7000°C, ce qui dépasse largement la température de fusion de la plupart des métaux.

Le processus de soudage électrique se déroule comme suit. Pour former et maintenir l'arc électrique en état de fonctionnement, un courant est fourni depuis l'appareil de soudage jusqu'à l'électrode.

Au cours du soudage, le métal de base et l'âme métallique de l'électrode fondent et se mélangent, formant une soudure solide et continue (+)

Lorsque la tige d'électrode touche la surface à souder, le courant de soudage passe. Sous son action et celle de l'arc électrique, l'électrode et les bords métalliques des éléments à souder commencent à fondre. Du métal en fusion se forme, comme disent les soudeurs, un bain de soudure, dans lequel l'électrode fondue se mélange au métal de base.

Le laitier fondu remonte à la surface du bain, formant une pellicule protectrice. Après l'extinction de l'arc, le métal refroidit progressivement, formant une soudure recouverte de scories. Une fois le matériau complètement refroidi, on nettoie la soudure.

Pour le soudage, on peut utiliser des électrodes non fusibles et fusibles. Dans le premier cas, un fil d'apport est introduit dans le bain de fusion pour former le cordon de soudure, dans le second cas, cela n'est pas nécessaire. Un équipement spécial est utilisé pour créer et maintenir l'arc électrique en état de fonctionnement.

Les compétences dans le domaine du soudage à domicile sont nécessaires pour effectuer une large gamme de travaux :

De quoi avez-vous besoin pour souder chez vous ?

Pour effectuer les travaux, il faudra avant tout un poste à souder. Il en existe plusieurs variétés.

Déterminons lequel privilégier.

• Générateur de soudage. Sa particularité réside dans la capacité à produire de l'énergie électrique et à l'utiliser pour créer un arc. Il sera utile là où il n'y a pas de source de courant. Il a des dimensions imposantes, donc peu pratique à utiliser.
• Transformateur de soudage. L'appareil convertit la tension alternative fournie par le réseau en une tension alternative d'une autre fréquence, nécessaire au soudage. Les appareils sont simples à utiliser, mais ont des dimensions importantes et réagissent négativement aux éventuelles fluctuations de la tension du réseau.
• Redresseur de soudage. Un appareil qui convertit la tension fournie par le réseau en courant continu nécessaire à la formation d'un arc électrique. Ils se distinguent par leur compacité et leur haute efficacité de fonctionnement.

Pour une utilisation à la maison, un redresseur de type onduleur est préférable. On les appelle généralement simplement onduleurs. L'équipement a des dimensions très compactes. Lors du travail, on le porte en bandoulière. Le principe de fonctionnement de l'appareil est assez simple.

Il convertit le courant haute fréquence en courant continu. Travailler avec ce type de courant garantit une soudure de la plus haute qualité.

Le générateur de soudage peut fonctionner en l'absence de réseau. Il produit lui-même le courant. Le système est très encombrant et il est assez difficile de travailler avec.

Les onduleurs sont économiques et fonctionnent sur le réseau domestique. De plus, ce sont ceux avec lesquels un débutant travaille le mieux. Ils sont extrêmement simples à utiliser et fournissent un arc stable.

Les inconvénients des onduleurs incluent un coût plus élevé que celui d'autres appareils, une sensibilité à la poussière, à l'humidité et aux fluctuations de tension. Lors du choix d'un onduleur pour le soudage domestique, on prête attention à la plage de valeurs du courant de soudage. La valeur minimale est de 160-200 A.

Les fonctions supplémentaires de l'équipement peuvent faciliter le travail pour un débutant.

Parmi ces « bonus » agréables, il convient de noter :

1. Hot Start – ce qui signifie une augmentation du courant initial fourni au moment de l'allumage de l'arc de soudage. Cela rend l'activation de l'arc beaucoup plus facile.
2. Anti-Stick – réduit automatiquement le courant de soudage si la tige d'électrode colle. Cela facilite son détachement.
3. Arc Force – augmente le courant de soudage si l'électrode est approchée trop rapidement de la pièce. Dans ce cas, le collage ne se produit pas.

En plus de la machine à souder de tout type, des électrodes seront nécessaires. Il est préférable de choisir leur marque selon un tableau spécial qui indique le type de matériau à souder.

Un masque de soudage sera également nécessaire. Le meilleur est celui qui se porte sur la tête. Les modèles que l'on doit tenir à la main sont très inconfortables.

Vous ne devez travailler avec le soudage qu'avec une tenue de protection. Un masque spécial protégera les yeux des ultraviolets et des projections, une combinaison épaisse et des gants en toile préviendront les brûlures.

Le masque peut avoir un simple verre teinté ou ce qu'on appelle un « caméléon ». Cette dernière option est préférable car le verre s'assombrit automatiquement lors de l'apparition de l'arc.

Vous ne devez travailler qu'avec des vêtements spéciaux protégeant des projections et des ultraviolets. Cela peut être une combinaison épaisse en coton, des bottes ou des chaussures montantes, des gants en toile ou caoutchoutés.

La technologie du soudage électrique

Apprendre à souder correctement les pièces par soudage électrique est préférable sous la direction de soudeurs expérimentés. Si pour une raison quelconque cela n'est pas possible, vous pouvez essayer vous-même. Pour commencer, vous devez organiser correctement le poste de travail. C'est très important car le soudage est un processus à haute température et donc inflammable.

Pour travailler, vous devez choisir un établi ou toute autre base faite d'un matériau incombustible. Les tables en bois et les produits similaires sont strictement interdits. Il est souhaitable qu'il n'y ait pas d'objets facilement inflammables à proximité de l'endroit où le soudage sera effectué.

Placez impérativement un seau d'eau près de vous pour éliminer d'éventuels foyers d'incendie. De plus, vous devez déterminer un endroit sûr où les restes d'électrodes usagées seront stockés. Même le plus petit d'entre eux peut provoquer un incendie.

Vous pouvez trouver dans le commerce des électrodes de soudage de différents diamètres. La taille de tige appropriée est choisie en fonction de l'épaisseur du métal à souder.

Pour vos premières soudures, préparez un morceau de métal inutile et choisissez les électrodes adaptées. Les spécialistes recommandent d'utiliser des tiges de 3 mm dans ce cas. Un diamètre plus petit est utilisé pour souder des tôles fines, sur lesquelles il est difficile d'apprendre. Les électrodes de plus grand diamètre nécessitent une puissance d'équipement élevée.

Commencez par nettoyer la zone du métal où se trouvera la soudure. Il ne doit y avoir ni rouille ni aucune saleté.

Une fois la pièce préparée, prenez l'électrode et insérez-la dans la pince du poste à souder. Ensuite, prenez la pince de mise à la terre et fixez-la solidement sur la pièce. Vérifiez à nouveau le câble. Il doit être inséré dans le porte-électrode et bien isolé.

Vous devez maintenant choisir la puissance de courant de travail pour le poste à souder. Elle est choisie en fonction du diamètre de l'électrode. Réglez la puissance choisie sur le panneau de l'équipement de soudage.

L'étape suivante consiste à amorcer l'arc. Pour cela, approchez l'électrode de la pièce à un angle d'environ 60° et déplacez-la très lentement sur la base. Des étincelles doivent apparaître. Dès que cela se produit, touchez légèrement l'électrode à la pièce et soulevez-la immédiatement à une hauteur ne dépassant pas 5 mm.

L'onduleur de soudage est prêt à fonctionner. Deux câbles y sont connectés : l'un avec une pince pour l'électrode, l'autre avec la fixation de mise à la terre.

À ce moment, l'arc s'allume et vous devez le maintenir pendant toute la durée du travail. Sa longueur doit être de 3 à 5 mm. Il s'agit de la distance entre l'extrémité de l'électrode et la pièce.

En maintenant l'arc en état de fonctionnement, n'oubliez pas qu'au cours du travail, l'électrode brûle et devient plus courte. Si l'électrode s'approche trop de la pièce, un collage peut se produire. Dans ce cas, inclinez-la légèrement sur le côté. L'arc peut ne pas s'allumer du premier coup. Peut-être que l'intensité du courant est insuffisante, alors augmentez-la.

Une fois que le soudeur débutant a appris à amorcer l'arc et à le maintenir en état de fonctionnement, vous pouvez commencer à déposer un cordon. C'est l'opération la plus simple de toutes. Amorcez l'arc et commencez à déplacer l'électrode très doucement et avec précaution le long de la future soudure.

En faisant cela, effectuez des mouvements oscillatoires rappelant un croissant de lune avec une faible amplitude. Vous « ramenez » ainsi le métal en fusion vers le centre de l'arc. De cette manière, vous devez obtenir une soudure régulière, semblable à un cordon. Elle présentera de petites vagues de métal. Après refroidissement de la soudure, vous devez enlever les scories.

Les méthodes de soudage à l'arc – les techniques de soudage

Pour obtenir une soudure de qualité, vous devez apprendre à maintenir puis à déplacer l'arc. La longueur de l'arc électrique influence particulièrement la qualité. Si elle dépasse 5 mm, elle est considérée comme longue.

Dans ce cas, une nitruration et une oxydation du métal fondu se produisent. Il se disperse en gouttelettes, et la soudure devient poreuse et insuffisamment résistante. Si l'arc est trop court, un manque de pénétration peut se produire.

La baguette d'électrode peut se déplacer selon différentes trajectoires. Avec l'expérience, chaque soudeur choisit sa propre variante, ou plus souvent une combinaison de plusieurs mouvements.

Pour réaliser la soudure, différentes méthodes sont utilisées. Vous examinerez en détail les principales.

Variante #1 : assemblages bout à bout en position à plat

La méthode la plus courante et la plus simple pour assembler des pièces. Pour une épaisseur de métal allant jusqu'à 0,8 cm, une soudure double face est utilisée. Pour les assemblages de métal plus fin que 0,4 cm, seule une soudure simple face est réalisée.

Pour le travail, vous choisissez des électrodes dont le diamètre est égal à l'épaisseur du métal. Si celle-ci dépasse 8 mm, la soudure est réalisée avec un chanfrein. L'angle du chanfrein est d'environ 30°.

La soudure est réalisée en plusieurs passes. Il est conseillé d'utiliser des supports amovibles en acier ou en cuivre pour éviter les brûlures. La première passe est effectuée avec une électrode de petit diamètre, ne dépassant pas 4 mm.

Lors de l'exécution de la première soudure, sa précision et sa profondeur de pénétration sont très importantes. Après son dépôt, il ne doit pas y avoir de métal fondu derrière les bords.

Pour la deuxième passe et toutes les passes suivantes, on utilise des baguettes d'électrode de plus grand diamètre. Elles sont choisies pour remplir correctement la cavité qui s'est formée entre les bords.

On déplace lentement l'électrode le long de la soudure, tout en effectuant des mouvements oscillatoires, comme si on balançait l'électrode d'un côté à l'autre, afin de remplir complètement les vides avec du métal fondu.

Variante #2 : assemblages d'angle en position à plat

Les soudeurs expérimentés affirment que de bons résultats peuvent être obtenus en soudant les angles « en gondole ». Cela signifie que les pièces à assembler sont positionnées à un angle de 45° ou autre.

Ainsi, on assure une pénétration de la plus haute qualité des parois de la pièce, tandis que le risque de sous-couche et de manque de fusion est réduit. Cette méthode de soudage permet de déposer des soudures de grande section en une seule passe.

Les maîtres rappellent que, pour souder un assemblage d'angle de type en T, l'amorçage de l'arc électrique doit se faire uniquement sur le plan horizontal (+).

On distingue deux types de soudage « en gouttière » – symétrique et asymétrique :

1. L'inclinaison des pièces est de 45°. Le risque de bavures ou de sous-couches sur l'une des parois est minime. Le soudage en polarité directe et inverse est effectué aux valeurs de courant maximales. Lors du soudage en polarité inverse, la longueur de l'arc électrique doit être minimale.
2. L'inclinaison des pièces sous un angle de 60° ou 30° – « gouttière » asymétrique. Cette option est très pratique lorsque les travaux sont effectués dans des endroits difficiles d'accès, car l'amplitude du mouvement de l'électrode est faible. Le soudeur dirige l'arc vers la racine de la soudure, en veillant à ce qu'il ne dépasse pas les limites de la future soudure. Il n'est pas non plus permis de déposer une trop grande quantité de métal en une seule passe.

Les assemblages d'angle peuvent être de type en T, il est donc nécessaire d'apprendre à souder correctement le métal par soudage électrique en plusieurs passes.

L'utilisation d'une seule passe n'est possible que lorsque l'on soude des constructions simples avec des côtés qui forment un angle de 45° pour une soudure d'angle. Dans ce cas, le diamètre de l'électrode ne peut pas dépasser l'épaisseur du métal de plus de 0,15 à 0,3 cm.

Le soudage en T standard multipasse s'effectue de la manière suivante. Pour la première passe, on utilise une électrode de diamètre plus grand que celles choisies pour les passes suivantes. Par exemple, on utilise une électrode dont les dimensions varient de 0,4 à 0,6 cm.

Certaines soudures sont réalisées en plusieurs passes. La taille de l'électrode pour la première passe est différente de celle utilisée pour toutes les passes suivantes.

Le soudage s'effectue en douceur, sans mouvements de balancement transversaux. Lors de l'exécution des passes suivantes, ces mouvements sont impérativement effectués. Il est important que l'amplitude des oscillations se situe dans les limites de la largeur admissible de la soudure.

Un autre point important. Lors du soudage en T d'un assemblage d'angle, l'arc électrique doit toujours être amorcé sur la semelle disposée horizontalement.

Lors du soudage à l'arc électrique des angles effectué par vos soins, vous pouvez utiliser un assemblage par recouvrement. Dans ce cas, les pièces à souder sont placées l'une sur l'autre en se chevauchant. L'arc doit être court en soudage en polarité directe, et le plus court possible en polarité inverse. On dirige l'arc exactement dans la racine du joint.

Pendant le soudage, vous devez effectuer de petits mouvements de va-et-vient de faible amplitude avec l'électrode. Ainsi, vous pourrez chauffer uniformément toute la zone de jonction. Dans ce cas, le bain de soudure se remplira uniformément et la soudure sera convexe et de pleine dimension.

Variante #3 : soudures verticales

Les soudures orientées verticalement ne sont réalisées qu'avec un arc court. L'intensité de courant de travail doit être inférieure de 10 % à 20 % à celle utilisée lors du soudage des pièces en position à plat. Ces exigences sont faciles à expliquer.

Une intensité de courant plus faible permet d'éviter que le métal liquide en fusion ne s'écoule du bain de soudure. Un arc plus petit est plus facile à manipuler.

Le soudage des soudures verticales présente ses propres particularités. Elles s'expliquent par le fait que, dans cette position, le métal liquide peut s'écouler le long de la soudure. Par conséquent, le courant de soudage et l'angle d'inclinaison de l'électrode doivent être correctement choisis.

Les soudeurs expérimentés préfèrent souder les joints verticaux de bas en haut. L'arc est amorcé au point le plus bas du futur joint. Ensuite, on prépare une petite plateforme horizontale dont les dimensions correspondent à la section du futur joint.

Ensuite, on déplace lentement l'électrode vers le haut. Il faut impérativement effectuer des mouvements transversaux par rapport à la jonction.

Ils peuvent être en forme de sapin, d'angle ou de croissant. Cette dernière option est la plus simple à réaliser. De plus, il est important de respecter la position correcte de l'électrode. Théoriquement, la pénétration est meilleure si la tige est positionnée perpendiculairement à la soudure, c'est-à-dire horizontalement.

Les soudures bout à bout sont caractérisées par les critères suivants :

La pratique montre que dans cette position de l'électrode, le métal liquide s'écoule le long de la soudure. Pour éviter cela, l'angle d'inclinaison de la tige est choisi entre 45° et 50°. C'est l'option optimale pour le soudage vertical. Pour souder des pièces de bas en haut, on choisit des électrodes dont le diamètre ne dépasse pas 0,4 cm.

Variante #4 : pièces de canalisation

À la maison, vous devez souvent vous rappeler comment souder un tuyau métallique à l'arc électrique. Sur le côté de la pièce, on réalise généralement une soudure verticale, et sur la circonférence, une soudure horizontale. Les tuyaux en acier sont soudés bout à bout. Tous les bords doivent être bien soudés.

Pour que les surépaisseurs à l'intérieur du tuyau soient minimales, l'électrode est approchée de la pièce à un angle ne dépassant pas 45°. La largeur de la soudure doit être de 0,6 à 0,8 cm, et la hauteur de 0,2 à 0,3 cm.

Le soudage des tuyaux est effectué avec différents cordons et sur différentes zones. En fonction de l'épaisseur de la paroi de la pièce et de son emplacement, le diamètre de l'électrode et le type de soudure sont choisis.

Avant de commencer les travaux de soudage, les pièces à assembler sont soigneusement nettoyées. Les extrémités du tuyau sont inspectées. Si elles sont déformées, vous les redressez ou les coupez à l'aide d'un coupe-tube. Ensuite, vous nettoyez les bords des pièces jusqu'à obtenir un éclat métallique, de l'intérieur et de l'extérieur, sur une distance d'au moins 1 cm du bord. Puis vous commencez le soudage.

Le joint est soudé sans interruption jusqu'à ce qu'il soit complètement soudé. Pour les joints de tuyaux non tournants avec des parois d'épaisseur jusqu'à 0,6 mm, on effectue deux passes de soudage ; pour les pièces avec des parois de 0,6 à 1,2 cm, trois passes ; pour les pièces avec des parois de plus de 1,9 cm, quatre passes.

En même temps, chaque soudure suivante n'est appliquée qu'après que les scories de la précédente ont été retirées.

La qualité de la première soudure est la plus importante. Pendant son exécution, tous les méplats et bords doivent être complètement fondus. Il ne doit y avoir aucune fissure, même la plus petite. Si elles existent, on les fait fondre ou on les cisaille. Ensuite, le fragment est ressoudé. Le soudage des tubes rotatifs s'effectue de la même manière.

Défauts possibles des assemblages et soudures

Le soudage électrique est un processus complexe et tout ne se passe pas toujours sans accroc.

À la suite d'erreurs de travail, les soudures et les assemblages peuvent présenter divers défauts, parmi lesquels :

• Crateres. De petites dépressions dans le cordon de soudure. Peuvent apparaître suite à une rupture d'arc ou à une erreur dans l'exécution du fragment final de la soudure.
• Porosités. Le cordon de soudure devient poreux à cause de la contamination des bords des pièces par de la rouille, de l'huile, etc. De plus, la porosité peut apparaître en cas de refroidissement trop rapide de la soudure, de vitesse de soudage élevée et lors de l'utilisation d'électrodes non séchées.
• Caniveaux. Ils ressemblent à de petites dépressions des deux côtés du cordon de soudure. Ils apparaissent lorsque les électrodes se déplacent vers la paroi verticale lors du soudage de joints d'angle. En outre, des caniveaux se forment lors d'un travail avec un arc long ou si les valeurs du courant de soudage sont trop élevées.
• Inclusions de laitier. À l'intérieur du cordon de soudure se trouvent des morceaux de laitier. Cela peut se produire en cas de contamination des bords, de vitesse de soudage élevée ou si le courant de soudage est trop faible.

Ce sont les défauts de soudure les plus courants, mais il peut y en avoir d'autres.

Des informations supplémentaires sur le soudage des soudures verticales et horizontales à l'arc électrique sont présentées dans cet article.

Conclusions et vidéo utile sur le sujet

Particularités du soudage des tuyaux :

Comment choisir correctement un onduleur de soudage :

Avec de la volonté, tout bricoleur amateur peut maîtriser les bases de la soudure. Ce n'est pas si difficile que ça. Il faudra de la patience, de la précision et, bien sûr, une exécution exacte de toutes les instructions. Tout sera beaucoup plus simple si le processus d'acquisition d'une nouvelle compétence se déroule sous la direction d'un spécialiste expérimenté.

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