Le soudage de tôles permet d'assembler deux tôles pour fabriquer des structures légères et durables. Il est utilisé dans tous les secteurs, de l'aérospatiale aux biens de consommation.
Les avantages du soudage des métaux comprennent une meilleure résistance structurelle, une conception flexible et des économies.
Dans cet article de blog, nous explorerons les méthodes courantes de soudage de la tôle d'acier et d'autres métaux fins, ainsi que les meilleures pratiques que tout soudeur de tôle devrait connaître. Nous nous pencherons également sur la surface à prendre en compte pour le soudage de tôles.
Si vous êtes un débutant en matière de fabrication de tôles, n'hésitez pas à consulter ce guide de base :
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Processus de formage de la tôle : Un guide complet
Types courants de soudage de tôles :
Le soudage des tôles fait appel à différents procédés, chacun convenant à des utilisations spécifiques. Examinons les principales méthodes de soudage des métaux.
Soudage MIG (gaz inerte métallique):
Le soudage MIG, également appelé soudage à l'arc sous gaz métallique, est très apprécié pour les matériaux minces. Il utilise un fil-électrode consommable alimenté en continu par le pistolet de soudage, ainsi qu'un gaz de protection qui protège la soudure de la contamination. Le fil fond et unit les métaux. L'argon et le dioxyde de carbone sont des gaz de protection courants pour le soudage MIG.
Les avantages du soudage WIG sont la facilité d'utilisation, la vitesse élevée et la possibilité de souder des tôles plus épaisses qu'avec d'autres procédés. Le soudage MIG convient aux métaux fins comme l'acier, l'acier inoxydable et l'aluminium. Il est largement utilisé dans les secteurs de la construction, de l'automobile et de l'industrie manufacturière pour le soudage des tôles..
Soudage TIG :
Le soudage TIG, également appelé soudage à l'arc au tungstène (GTAW), est une autre méthode courante de soudage de la tôle. Contrairement au soudage MIG, le soudage TIG utilise une électrode de tungstène non consommable pour créer l'arc. Il est réputé pour la qualité et la précision de ses soudures sur les tôles fines. L'argon et l'hélium sont souvent utilisés comme gaz de protection pour le TIG.
Le TIG est généralement le choix préféré pour le soudage des métaux lorsque l'aspect et la qualité de la soudure sont importants. Il offre un grand contrôle sur la soudure et un minimum d'éclaboussures. Cependant, il nécessite plus de compétences et sa vitesse est plus lente que celle du MIG. Il est souvent utilisé dans l'automobile, l'aérospatiale et la métallurgie artistique.
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Soudage à l'arc plasma :
Le soudage à l'arc plasma (PAW) est un procédé de haute précision idéal pour les tôles fines. Grâce à un arc plasma focalisé, il permet de réaliser des soudures solides et précises sans avoir recours à des matériaux d'apport. Cette méthode est particulièrement adaptée aux industries telles que l'aérospatiale et l'électronique, où la précision est essentielle. Lorsqu'elle est associée à des procédés complémentaires de service de découpe au plasma, Il permet une préparation efficace des tôles, garantissant des bords nets et des résultats de soudage de haute qualité. Cette combinaison améliore la productivité et garantit des résultats de premier ordre pour les projets complexes.
Soudage à l'arc sous protection métallique (Stick Welding) :
Le soudage à la baguette, également appelé soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW), est une technique de soudage flexible de la tôle qui utilise une électrode consommable enrobée d'un flux. Lorsque l'électrode fond, le flux forme un laitier protecteur sur la soudure, la protégeant ainsi de la contamination de l'air.
Le bâton convient aux tôles plus épaisses et au soudage en extérieur/par temps venteux. Il convient également aux métaux sales ou rouillés. Cependant, la soudure est moins belle qu'avec le TIG ou le MIG et nécessite plus de nettoyage après la soudure.
Le soudage par bâtonnets permet de souder divers métaux tels que l'acier et l'acier inoxydable. Elle est largement utilisée dans les pipelines, la construction navale et la construction. Le principal avantage du soudage à la baguette est sa flexibilité et sa capacité à souder des métaux sales, ce qui le rend adapté à des conditions moins idéales.
Soudage par faisceau d'électrons :
Le soudage par faisceau d'électrons (EBW) utilise des faisceaux d'électrons focalisés pour réaliser des soudures de tôle solides et de haute précision. Les industries telles que l'automobile, l'aérospatiale et l'électronique utilisent souvent le soudage par faisceau d'électrons.
Les principaux avantages de l'EBW sont une précision extrêmement élevée et une distorsion thermique minimale. Il est donc idéal pour le soudage de pièces en tôle nécessitant des tolérances serrées.
Soudage au gaz (oxyacétylénique) :
Le soudage au gaz, en particulier l'oxyacétylène, utilise une flamme provenant de la combustion d'acétylène avec de l'oxygène pour souder. Bien qu'il soit moins courant de nos jours dans les travaux de tôlerie, il est encore utilisé pour certaines applications, en particulier dans les travaux de réparation.
Le soudage au gaz fonctionne pour les métaux ferreux et non ferreux. Il est souvent utilisé dans les petits ateliers, pour la métallurgie artistique et la réparation automobile. Les principaux avantages du soudage au gaz sont sa portabilité et le fait qu'il ne nécessite pas d'électricité, ce qui le rend utile pour les réparations sur le terrain et les endroits isolés.
Soudage par résistance par points :
Le soudage par résistance par points permet d'assembler des surfaces métalliques grâce à la chaleur dégagée par la résistance du courant électrique. L'industrie automobile l'utilise pour assembler des panneaux de carrosserie et d'autres pièces métalliques fines. Il est facile à automatiser, rapide et régulier. Il est donc idéal pour la production en série de pièces de tôle.
Soudage au laser :
Le soudage au laser utilise un puissant faisceau laser pour faire fondre et fusionner le métal. Ce procédé offre une grande précision et un bon contrôle de la chaleur, ce qui le rend idéal pour le soudage de tôles fines. Le soudage laser est couramment utilisé dans l'aérospatiale, la fabrication électronique et les appareils médicaux. Ses principaux atouts sont un impact thermique minimal, une grande précision et la possibilité de souder des formes délicates et des matériaux difficiles à assembler autrement.
Plus d'informations : Techniques de pliage de la tôle
Surfaces à prendre en compte pour le soudage des tôles :
Pour le soudage des tôles, l'orientation de la surface est cruciale pour choisir la bonne méthode de soudage et obtenir des soudures de qualité supérieure. Voici quelques surfaces de tôle courantes et les techniques préférées :
Surfaces planes :
Les surfaces planes sont très courantes dans les travaux de soudage de tôles. Lorsque l'on soude des tôles sur un plan plat, on a souvent recours au “saut de soudure” pour minimiser les déformations dues à la chaleur. Il s'agit de souder des sections intermittentes au lieu d'une soudure continue, en laissant le métal refroidir entre les passes.
Le soudage MIG est un choix populaire pour le soudage des surfaces planes, car il offre rapidité et facilité d'utilisation. Mais pour les métaux fins, le soudage TIG peut s'avérer plus efficace pour réduire les éclaboussures et améliorer la précision.
Surfaces horizontales :
Le soudage horizontal de la tôle peut se faire par soudure d'angle ou par soudure de rainure. Les soudures d'angle joignent deux surfaces à un angle, formant un joint en forme de ‘L’. Les soudures par rainure placent une tôle sur une autre et les poussent l'une contre l'autre pour former un joint rainuré. Pour les zones horizontales, le soudage à la baguette (SMAW) est souvent préféré en raison de sa flexibilité qui lui permet de fonctionner dans différentes positions. Toutefois, le soudage MIG permet également de souder efficacement des surfaces horizontales.
Surfaces verticales :
Le soudage vertical de la tôle exige du soudeur qu'il se tienne en position verticale, face à la surface. Lors du soudage vertical de tôles d'acier, il est important de tenir la torche à un angle de 45° par rapport à la tôle et de maintenir la pointe de l'électrode éloignée du métal en fusion afin d'éviter qu'il ne coule vers le bas et ne recouvre la pointe. Le soudage vertical nécessite plus de compétences et d'expérience que le soudage à plat ou horizontal. Des techniques telles que le tressage ou l'étagement permettent de contrôler le bain de soudure et d'assurer une fusion correcte. Une astuce pour les surfaces verticales consiste à contrôler la taille du bain de soudure afin d'éviter l'affaissement. En effet, les petits bains sont plus faciles à gérer verticalement.
Surfaces aériennes :
Le soudage en hauteur est considéré comme le plus difficile, car le métal en fusion a tendance à s'égoutter pendant le soudage. Pour éviter cela, les soudeurs de tôles doivent utiliser suffisamment d'agent d'apport pour réduire la taille du bain de soudure et appliquer une chaleur suffisante pour assurer une bonne fusion. Le soudage à la baguette est couramment utilisé pour le soudage en hauteur, car il permet de travailler dans différentes positions. Toutefois, les soudeurs de tôles expérimentés peuvent également utiliser les techniques de soudage MIG ou TIG pour les travaux effectués au-dessus de la tête.
Surfaces métalliques incurvées :
Les surfaces courbes requièrent plus d'habileté et de précision que les surfaces planes. Lors du soudage de métaux courbes, des soudures d'arrêt sont souvent utilisées en premier lieu pour maintenir l'alignement et empêcher le gauchissement. Il s'agit de réaliser de petites soudures par points pour maintenir les pièces en place avant la soudure finale. Le soudage TIG est souvent le meilleur pour le soudage de surfaces courbes en raison de ses soudures lisses et de sa précision avec peu de distorsion. Il est courant dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale.
Joints de bordure :
Les joints de bord sont importants dans le soudage des tôles. Un ajustement correct permet d'éviter les brûlures. Le soudage MIG est couramment utilisé pour les joints de bord, car il pénètre bien et est rapide. Mais pour les métaux fins, le soudage TIG peut être préférable pour la précision et le contrôle de la chaleur.
Choix des métaux pour le soudage de tôles :
De nombreux matériaux sont utilisés pour le soudage des tôles. Chacun d'entre eux présente ses propres avantages et difficultés. Quelques matériaux courants sont présentés ci-dessous :
Aciers au carbone :
Les aciers au carbone sont largement utilisés dans le soudage des tôles pour leur résistance et leur valeur. Ils sont parfaits pour les utilisations structurelles dans les automobiles et l'industrie de la construction. Le soudage MIG est courant pour le soudage d'aciers au carbone de faible épaisseur, car il offre rapidité et simplicité. Pour les tôles plus épaisses, le soudage à la baguette (SMAW) apporte de la flexibilité, en particulier à l'extérieur.
Acier inoxydable :
L'acier inoxydable est préféré pour sa résistance à la corrosion et son aspect. Il est largement utilisé dans les équipements alimentaires et les appareils médicaux. Le soudage TIG est souvent utilisé pour les tôles en acier inoxydable, ce qui permet de réaliser des soudures précises et de qualité supérieure. Le soudage au laser gagne également en popularité auprès des soudeurs d'acier inoxydable en raison de la distorsion thermique minimale qu'il permet.
Aluminium :
Les propriétés de légèreté de l'aluminium le rendent populaire dans l'aérospatiale et l'automobile. Pour le soudage des tôles d'aluminium, le TIG offre un excellent contrôle et des soudures nettes. Le soudage MIG à l'aide d'un pistolet à bobine fonctionne également pour l'aluminium, en particulier pour les tôles plus épaisses.
Cuivre et fer :
Le cuivre, connu pour sa conductivité, est souvent utilisé dans les applications électriques. Le fer, moins courant sous forme de feuilles, a néanmoins quelques utilisations industrielles. Les deux peuvent être difficiles à souder. Pour le cuivre, le procédé TIG est généralement recommandé, tandis que pour le fer, les procédés de soudage à la baguette ou MIG sont courants pour les tôles.
12 conseils pratiques pour le soudage de la tôle
1. Choisir le bon produit de remplissage
Lorsque vous soudez un métal fin, choisissez un produit d'apport plus fin que le métal à souder. Par exemple, pour souder un métal de 1 mm, un fil d'apport de 0,6 mm est idéal. Un fil plus fin nécessite moins de chaleur, ce qui réduit le risque de brûlure et améliore la qualité de la soudure. Les propriétés des matériaux d'apport doivent toujours correspondre à celles du métal de base. Par exemple, utilisez ER70S-6 sur une tôle d'acier pour des raisons de résistance et de compatibilité.
2. Utiliser Skip Welding
Le soudage par saut minimise la déformation due à la chaleur. Soudez des segments de 1 pouce avec des écarts de 3 pouces. Cela permet au métal de refroidir entre les soudures. Cela permet de conserver la forme de la tôle et de réduire les déformations.
3. Soudure par points pour l'alignement
Le soudage par points est essentiel pour l'alignement lors du soudage de tôles. Réalisez de petites soudures d'arrêt, régulièrement espacées, d'un quart de pouce. Cela permet d'éviter les défauts d'alignement lors des soudures finales, en particulier dans le cas d'un métal fin facilement déformable.
4. S'assurer d'une bonne mise en place
Veillez à ce que l'assemblage soit serré et ferme, avec un minimum d'espace, afin d'éviter les brûlures. Pour les assemblages bout à bout de tôles minces, envisagez de plier légèrement un bord pour un meilleur ajustement. Et pour les joints en T, assurez-vous que l'alignement est perpendiculaire.
5. Nettoyage avant soudage
Nettoyez le métal avant de le souder pour enlever la saleté et la graisse qui peuvent abîmer les soudures. Utilisez des machines ou des outils pour un nettoyage plus rapide dans les usines. Enlevez les revêtements éventuels pour exposer le métal nu.
6. Utilisation Til Sle plus grand nombre Possible Wire Diamètre Fou MIG Wl'aînage Sheet Metal
Pour les tôles les plus fines, utilisez un fil de 0,023-0,024 pouce. Pour les matériaux de calibre 18 et plus épais, utilisez un fil de 0,030 pouce. Un fil plus petit a besoin de moins de chaleur pour fondre, ce qui réduit le risque de brûlure. Il permet également de mieux contrôler la soudure.
7. La longueur de l'arc est courte et la tension est faible afin de minimiser l'apport de chaleur.
Cela permet d'éviter les distorsions et les brûlures tout en assurant une bonne fusion. Un arc plus court permet également de mieux contrôler la flaque de soudure.
8. Utiliser les capacités de soudage par impulsion pour réduire la distorsion
Les impulsions alternent entre courant fort et courant faible, ce qui réduit l'apport de chaleur et la déformation. Cette méthode est idéale pour les matériaux fins et sujets à la déformation.
9. Utiliser des barres de support en cuivre ou en aluminium pour dissiper la chaleur plus rapidement.
Cela permet d'éviter les déformations ou les brûlures. En outre, serrez fermement les barres à l'arrière de l'élément soudé afin d'évacuer la chaleur de la zone de soudure.
10. Use gaz de protection à haute teneur en argon
Pour réduire l'apport de chaleur, utilisez des gaz de protection à forte teneur en argon, tels que l'argon 75% et le CO2 25% pour l'acier et l'argon 100% pour l'aluminium. Les gaz riches en argon transportent moins de chaleur et de projections.
11. L'utilisation de la soudure par points pour les coutures plus longues est à prendre en considération
Il s'agit de réaliser des soudures courtes et régulièrement espacées le long du joint. La chaleur est ainsi mieux répartie, ce qui réduit les risques de déformation.
12. Maintenir une vitesse de déplacement constante et éviter les mouvements d'ondulation.
Se déplacer en ligne droite à la vitesse la plus rapide possible tout en assurant une bonne pénétration. Éviter le tressage car il présente des risques de brûlure. Une technique de poussée est généralement préférable à une technique de traction, car elle dirige le fil vers le bord le plus froid de la flaque de soudure.
En utilisant ces conseils, les soudeurs de tôle peuvent réaliser des soudures de qualité sans distorsion. Pratiquez les techniques et ajustez les réglages en fonction du matériau et de l'épaisseur.
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FAQs:
Puis-je utiliser du courant alternatif ou continu pour souder de l'aluminium par MIG ?
Le courant alternatif et le courant continu conviennent tous deux au soudage des tôles d'aluminium, mais le courant continu est généralement plus rapide et ne nécessite pas d'équipement spécial.
Quelle est la tôle la plus fine qui puisse être soudée ?
Avec un bon contrôle de la chaleur, le soudage MIG permet de souder des tôles aussi fines que 0,8 mm. Le soudage TIG permet de souder des tôles encore plus fines.
Comment éviter les déformations lors du soudage de tôles ?
Pour minimiser les déformations lors du soudage de métaux fins : Utiliser le soudage par sauts, le soudage par points, le serrage, le préchauffage et le refroidissement lent. L'enchaînement stratégique des soudures permet également de répartir la chaleur de manière homogène.
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