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Cette page recense les procédés de soudage, généralement applicable au métal.
La classification de cet article reprend en grande partie le standard américain AWS A3.0[S 1](voir chapitre norme). La norme internationale ISO 4063:2023[S 2] est plus exhaustive en termes de dénomination. La distinction entre sous-catégorie et procédé est parfois floue.
Dans la suite de l'article, la colonne « NoISO » indique parfois des numéros d'identification entre parenthèses. Cela signifie qu'ils sont obsolètes dans la version de 2023.
Shielded Metal Arc Welding (SMAW) ou Manual Metal Arc (MMA), souvent nommé simplement « soudage à l'arc » ou « soudage à l'électrode enrobée ».
Électrode consommable couverte d'un flux (poudre agglomérée)[S 2], peut souder tout métal si l'électrode est adaptée (même l'aluminium[W 1]), générateur de courant peu onéreux, fumée de soudage toxique, forte dextérité exigée.
Procédé mondialement utilisé (historiquement très proche du 113-BMAW)
Industrie, construction, extérieur, travaux neufs et maintenance
Soudage à l'arc par gravité
? automatique
112
?
Soudage à l'arc avec électrode enrobée par gravité.
?
Soudage à l’arc en métal nu
Manuelle
(113)
BMAW
Bare Metal Arc Welding (BMAW)
Électrode consommable, pas de flux ou de gaz de protection.
Historique
Soudage avec fil fourré de flux sans gaz
Semi automatique
114
FCAW-S
Flux-Cored Arc Welding - Self-shielded (FCAWS)
Électrode consommable continue (fil creux, tube) rempli avec un flux, un gaz de protection est optionnel. Le fil est blindé[V 1].
Industrie, construction, (peut se faire avec du vent)
Submerged Arc Welding (SAW) Soudage à l'arc sous flux (en poudre)[S 2] Électrode consommable (sous diverses formes) recouverte par un flux en poudre, restriction d'utilisation en position à plat et à l’horizontale, bonne qualité et forte productivité[V 2],[W 2],[1],[S 2].
Industrie lourde, industrie, grande construction, haut rendement
Soudage à l'arc submergé avec fil-électrode plein
Automatique
121
Soudage à l'arc sous flux (en poudre) avec fil-électrode plein[S 2].
Soudage à l'arc submergé avec fil-électrode en bande
Automatique
122
Soudage à l'arc sous flux (en poudre) avec fil-électrode en feuillard[S 2].
Soudage à l'arc submergé avec addition de poudre métallique
Automatique
124
Soudage à l'arc sous flux (en poudre) avec addition de poudre métallique[S 2].
Soudage à l'arc submergé avec fil fourré
Automatique
125
Soudage à l'arc sous flux (en poudre) avec fil fourré[S 2].
Soudage à l'arc submergé avec électrode en feuillard fourrée
Automatique
126
Soudage à l'arc sous flux (en poudre) avec électrode en feuillard fourrée[S 2].
Metal Inert Gas (MIG) & Metal Active Gas (MAG) ou Gas Metal Arc Welding (GMAW)
Soudage à l’arc avec électrode fusible (fil) sous protection gazeuse (gaz inerte ou actif)[F 1].
-
Soudage MIG
Semi automatique
131
GMAW
Metal Inert Gas (MIG) Électrode consommable continue (fil plein) avec un gaz de protection inerte[N 1],[S 2](souvent de l'argon ou de l'azote, moins cher).
[S 2]Variante du Soudage au fil fourré avec un gaz de protection inerte[N 1] et du métal d'apport supplémentaire sous forme de poudre.
Soudage MAG
Semi automatique
135
GMAW
Metal Active Gas (MAG) Électrode consommable continue (fil plein) avec un gaz de protection actif[N 2],[S 2](souvent un mélange d'argon ou d'azote avec du CO2).
Industrie, construction
Soudage MAG avec fil fourré de flux
Semi automatique
136
FCAW-GS
Flux-Cored Arc Welding - Gaz-Shielded (FCAWGS) Variante du Soudage au fil fourré avec un gaz de protection actif[N 2] et un flux qui formera un laitier[V 1],[F 1].
Industrie, construction
Soudage MAG avec fil fourré de poudre métallique
Semi automatique
138
MCAW
Metal-Cored Arc Welding (MCAW) Variante du Soudage au fil fourré avec un gaz de protection actif[N 2] et du métal d'apport supplémentaire sous forme de poudre[F 1].
Industrie
Soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode de tungstène
14
GTAW
Gas Tungsten Arc Welding (GTAW)
Sous-catégorie ISO[S 2] et Procédé AWS
Soudage à l'arc sous protection gazeuse avec électrode réfractaire en tungstène.
Tungsten Inert Gas (TIG) Électrode en tungstène (non fusible mais usable) avec un gaz de protection inerte[N 1] et un métal d'apport plein[S 2], lent, précis.
Aérospatiale, construction (Tuyauterie), outils et matrices
Soudage TIG autogène
Manuelle
142
? (à confirmer)
Électrode en tungstène (non fusible mais usable) avec un gaz de protection inerte[N 1] mais sans métal d'apport.
Soudage TIG avec gaz réducteur et produit d'apport plein[S 2]
?
145
?
Soudage TIG avec gaz réducteur et produit d'apport fourré[S 2]
?
146
?
Soudage TAG
Manuelle
147
Tungsten Active Gas (TAG) ou Gas Tungsten Arc Welding (GTAW) Électrode en tungstène (non fusible mais usable) avec un gaz de protection actif[N 2] et un métal d'apport plein[S 2].
Atomic Hydrogen Welding (AHW) ou Athydo Arc entre deux électrodes de tungstène avec gaz de protection d'hydrogène, dégagement de chaleur entre 3 400 et 4 000 °C (3e flamme la plus chaude), peut souder du tungstène.
Historique (limité par le coût et la dangerosité de l'hydrogène)
Plasma Arc Welding (PAW) aussi nommé « soudage à l'arc plasma » Sous-catégorie ISO[S 2] et sous-catégorie AWS Électrode non fusible (en tungstène), arc comprimé pour produire un jet de plasma[V 3], un gaz pour créer le plasma (souvent de l'air comprimé), et un gaz de protection (gaz inerte[N 1] ou actif[N 2]).
Industrie (notamment fabrication de tube soudé), instrumentation
Magnetically Impelled Arc Butt Welding (MIABW), aussi nommé « soudage à l'arc tournant » Une paire d'extrémité de tube sont les électrodes, pas de gaz de protection, l'arc tourne rapidement le long des arêtes grâce au champ magnétique appliqué[2].
ne doit pas être confondu avec le Soudage à froid.
procédé de soudage ou le métal d'apport en fusion est projeté sur le joint à souder, le poste à souder détecte les court-circuits (arc), puis rétracte rapidement le fil, une goutte de métal en fusion tombe sur le joint, adapté aux fines épaisseurs
Regroupe les procédés de soudage utilisant une flamme obtenu par combustion d'un carburant et d'un comburant, les deux étant souvent à l'état de gaz au moment de la réaction chimique.
Regroupe les procédés de soudage utilisant un faisceau[N 3] de particules élémentaires focalisé sur les pièces à assembler. Actuellement, on distingue les procédés laser (lumière cohérente focalisée : photons) et les procédés mettant en œuvre l'émission d'électrons (comme dans un tube cathodique).
Thermite welding (TW), aussi nommé « soudage par aluminothermie »
Énergie thermique fournie par la réaction chimique d'un mélange (voir thermite) d'aluminium et d'un autre oxyde métallique (souvent de l'oxyde de fer), peut atteindre 2 204,4 °C.
Electroslag welding (ESW), aussi nommé « soudage sous laitier (électroconducteur) »
Soudage en coulée continue, quasi similaire au soudage à l'arc submergé (SAW) mais l'arc s'éteint lorsque le procédé est stable (effet Joule du bain de fusion).
Industrie lourde (soudure de tôle épaisse), construction navale
721
Soudage sous laitier (électroconducteur) avec électrode en feuillard[S 2].
722
Soudage sous laitier (électroconducteur) avec fil-électrode[S 2].
Electrogas welding (EGW)
Soudage en coulée continue, électrode continue consommable, très proche du soudage électroslag, gaz de protection parfois utilisé, forte intensité (100 à 800 ampères).
Historique, industrie lourde (soudure de tôle épaisse), construction navale
Combine un laser et un arc électrique dans la même torche, capable de combler des espaces jusqu'à 2 mm (bord à bord).
Industrie, construction navale
Soudage à l'état solide
Regroupe les procédés de soudage où les matériaux à souder resteront à l'état solide jusqu'au dernier moment du procédé (c'est-à-dire que l'intervention humaine ne sera pas possible, faute de laps de temps trop rapide et/ou d'inaccessibilité de la zone de soudure).
Cette définition est mise en place par l'AWS. Plutôt que de phénomène de fusion, on parle de coalescence des matériaux. Les cas des soudages par pression à froid (no ISO 48 / AWS CW) ou par soudage par diffusion (AWS DFW) peuvent s'apparenter à un collage ou un brasage au niveau atomique.
Regroupe les procédés de soudage à l'état solide utilisant l'effet d'échauffement thermique d'une résistance traversée par un courant fort (voir effet Joule).
Ultrasonic welding (USW)
Énergie vibratoire mécanique (ultrason) à haute fréquence est appliquée aux feuilles, aux feuilles métalliques minces ou aux plastiques.
C'est le plus ancien des procédés de soudage métallique.
Les pièces sont chauffées à l'air dans une forge puis soudées par martelage ou par tout autre type d'effort suffisant pour provoquer une déformation permanente au niveau de l'interface, protection des oxydes par ajout de flux (souvent du borax en poudre).
Historique, artisanat (acier de Damas), industrie lourde
Soudage d'au moins deux métaux en utilisant la force d'une explosion contrôlée.
Adapté à une grande plage de métaux (des alliages résistant à la corrosion aux aciers de construction).
Industrie chimique, construction navale, tuyauterie bimétallique, assemblage bimétallique
Magnetic pulse welding[5] (MPW), aussi nommé Soudage par impulsion électromagnétique
Tubes ou produits plats, rapprochés très rapidement par une force électromagnétique, oxydes expulsés durant l'impact.
Catégorisé comme « soudage à froid ».
Industrie automobile, appareil sous pression (cuve), assemblage bimétallique
Pressage isostatique à chaud des métaux à assembler à des températures élevées en dessous du point de fusion, sous vide ou dans une atmosphère de gaz inerte, domaine de la métallurgie des poudres (cf. Frittage).
Composants aérospatiaux
Soudage aux gaz avec pression
47
HPW ?
Sous-catégorie ISO[S 2]Un gaz inerte chaud applique la pression à l'intérieur d'un récipient sous pression, procédé proche de l'autoclave.
Soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateurs[S 2].
786
Soudage à l'arc des goujons par décharge de condensateurs avec amorçage par contact[S 2].
Normes et standards de classification des procédés
Les évolutions, la diversité des normes et le grand nombre d'appellations commerciales font qu'il est difficile de classer les procédés de soudage. Certains procédés allient diverses techniques ou méthodes (exemple : AWS-MCAW peut correspondre à l'ISO-136 ou à l'ISO-138 suivant les sources[W 3]). Toutefois, la criticité des domaines d'applications où sont réalisés des opérations de soudage (tels que le nucléaire, l'aérospatiale, le ferroviaire, l'hydro-électrique, la pétrochimie, etc.), ont mené les organismes de standardisation nationaux et internationaux à élaborer diverses catégorisations. Ces appellations sont utilisées par les organismes de contrôles, les organismes de formation (privés ou publics), dans les modes opératoires (en France : QMOS et DMOS) spécifiés par les bureaux d'études, et dans les articles de recherches.
Les numéros de référence sont spécifiés dans la norme ISO 4063 (dans l'Union européenne publiée sous le nom EN ISO 4063)[S 3].
Aux États-Unis
AWS
Les codes de référence AWS[9](American Welding Society) sont couramment utilisés en Amérique du Nord. La section AWS D1.1 définit la fabrication, le montage, l'inspection et la qualification des soudeurs et des procédures de soudage[10]. La section AWS A3.0 définit la terminologie (au sens large en incluant les notions d'adhésif, de collage, de brasage, de brasage fort, de découpe thermique et de projection thermique)[S 1].
Ci-dessous les deux arborescences expliquant la classification de l'AWS :
Arborescence pour le « soudage par fusion », défini par l'AWS A3.0 en 2001.
Arborescence pour le « soudage à l'état solide », défini par l'AWS A3.0 en 2001.
Les procédés y sont départagés par diverses valeurs prises dans 5 catégories ou méthodes (certaines valeurs s'excluant les unes des autres) :
Valeurs des propriétés départagent les procédés de soudage selon l'AWS en 2020[S 1]
État de la matière juste avant (temps à définir) l'assemblage des 2 éléments.
Source d'énergie de la source thermique (sauf pour la soudure à froid, Cold Weldind).
Pression sur la surface de contact normale.
ASME
L'ASME (American Society of Mechanical Engineers) spécifie des obligations de moyens et de résultats pour certains ouvrage soudés. Les sections ASME-BPVC-Section IX[11]et ASME-BPVC-Section VIII-Division 1[12] définissent conjointement les qualifications des soudeurs et les procédures associées pour la réalisation d'ouvrages sous pression (comme des cuves ou des bouteilles de plongée). Elle reprend en partie les codes fixés par l'AWS[10].
En Russie, les normes nationales actuelles (où il est encore fait mention de l'URSS) relatives au soudage sont classifiées selon la norme GOST 19521-74 (ГОСТ 19521-74)[13],[14].
En France
RCC-M classification dans le nucléaire français
Normalisation interne à l'industrie nucléaire française civile : AFCEN[15].
↑ abcde et f Gaz inerte : qui n'interagit pas avec les métaux et qui protège de l'oxydation à haute température.
↑ abcd et e Gaz actif : qui participe à l'élévation de température (exemple: CO2), aux propriétés du bain de fusion, aux propriétés physiques de la protection (exemple : hélium pour les soudures en plafond).
↑Ensemble des rayonnements produits par une source dans une direction donnée. Définition dérivée de l'optique.
↑ a et bISO 4063 1998: "Welding and allied processes - Nomenclature of processes and reference numbers" (1998)
↑(de) Institut allemand de normalisation, DIN 1910-100:2008-02, Schweißen und verwandte Prozesse_- Begriffe_- Teil_100: Metallschweißprozesse mit Ergänzungen zu DIN_EN_14610:2005 [« Welding and allied processes - Vocabulary - Part 100: Metal welding processes with additions to DIN EN 14610:2005 »], Berlin, Beuth Verlag GmbH, , 2e éd., 40 p. (DOI10.31030/1390474, lire en ligne)
↑(en) Phillips, David Harper, Magnetically Impelled Arc Butt (MIAB) Welding of Chromium-Plated Steel Tubular Components Utilizing Arc Voltage Monitoring Techniques (thèse en Ingénierie du soudage), Ohio (USA), Ohio State University, , 165 p. (présentation en ligne, lire en ligne)
↑(en) AWS, « Application of Magnetic Pulse Welding for Aluminum Alloys and SPCC Steel Sheet Joints » [« Application du soudage par impulsion magnétique pour les alliages d'aluminium et les feuilles d'acier roulé à froid du commerce »] (Welding Research), Welding Journal, vol. 86, , p. 119-124 (lire en ligne [PDF])
↑Services publics et Approvisionnement Canada Gouvernement du Canada, « TERMIUM Plus® », sur www.btb.termiumplus.gc.ca, (consulté le )
