Les assemblages soudés, les techniques et le savoir-faire en la matière sont utilisés dans d'innombrables secteurs, de l'automobile et de l'aéronautique à l'industrie manufacturière et au transport maritime. Les soudeurs doivent posséder des connaissances variées sur les différents types de soudures et sur la manière de les réaliser, même lorsque les conditions de soudage ne sont pas aussi favorables qu'on le souhaiterait.
Maîtriser les différents types de soudures et d'assemblages fait partie des compétences indispensables à tout bon soudeur, mais en quoi consistent-ils exactement et en quoi diffèrent-ils les uns des autres ? C'est ce que nous allons découvrir et expliquer dans cet article.
Qu'est-ce que le soudage ?
Clarifions d'abord ce point avant de poursuivre. Le soudage est le processus qui consiste à assembler deux pièces d'un même matériau (dans ce cas, du métal) à l'aide de la chaleur. Une soudure est formée pour relier des points ou des bords, en fonction de la forme des matériaux. Comme vous pouvez l'imaginer, il n'existe que quelques façons différentes d'assembler deux pièces par soudage. Toutes les combinaisons possibles d'angles et de techniques sont regroupées sous ces cinq termes :
- Raccord en T
- Joint de bord
- Raccord d'angle
- Assemblage à recouvrement
- Joint bout à bout
Examinons chacun de ces points plus en détail…
Raccord en T
Comme vous pouvez l'imaginer, un raccord en T a la forme de la lettre T : deux pièces métalliques sont soudées de manière à se croiser à un angle de 90°. Le bord est assemblé à une plaque ou à un composant, en veillant tout particulièrement à assurer une bonne pénétration de la soudure dans la partie supérieure.
Un assemblage en T est un type d'assemblage en angle (nous y reviendrons plus tard), et il existe plusieurs techniques de soudage différentes pour réaliser ce type d'assemblage :
- Soudure en angle
- Soudure par bouchon
- Soudure en rainure en biseau
- Soudure en fente
- Soudure en J
- Soudure par fusion
- Soudure à rainure en V
Si le métal de base est épais et qu'après soudage des deux côtés, il ne peut toujours pas supporter la charge, c'est dans ce cas qu'on recourt à une soudure en rainure.
Les raccords en T ne sont pas parfaits, car ils sont connus pour être sujets à la fissuration lamellaire. Ce phénomène se produit lorsqu'une pression excessive exercée sur ce raccord solide et rigide provoque sa fissuration. Pour éviter cela, on peut parfois utiliser une butée ou améliorer la qualité du métal de base.
Joint de bord
Il s'agit de la technique de soudage la plus courante pour la tôle, en particulier lorsque les bords sont ondulés (courbés). C'est également un choix de soudure très répandu pour assembler des pièces métalliques adjacentes. Imaginons par exemple que vous ayez deux quarts de tuyau que vous souhaitez souder côte à côte. Au lieu de souder l'espace entre les deux, vous soudez la surface du bord supérieur, là où les deux pièces adjacentes se rejoignent. Ce type de soudure permet de mieux gérer les contraintes auxquelles le métal sera soumis, mais selon l'application du métal, il peut être judicieux d'ajouter un métal d'apport pour le renforcer.
Parmi les facteurs de stress, on peut citer :
- De traction
- Compression
- Pliage
- Torsion
- Cisaillement
Certaines assemblages résistent mieux aux contraintes que d'autres, et ce sont ces éléments qui permettent au soudeur de prendre sa décision.
Parmi les techniques de soudage utilisées pour réaliser des assemblages en bout, on peut citer :
- Soudure à rainure carrée
- Soudure bout à bout
- Soudure en J
- Soudure en rainure en biseau
- Soudure en V
- Soudure en U
- Soudure bord-bride
- Soudure d'angle à bride
Raccord d'angle
Tout comme le soudage d'angle, il s'agit de l'une des méthodes les plus courantes pour souder la tôle ; elle est utilisée lorsque deux pièces se rejoignent au niveau de leurs bords extérieurs pour former un angle. Les bords se rejoignent à angle droit pour former un L ; cette technique est couramment utilisée pour souder des caisses et des châssis.
Ce n'est pas l'un des assemblages soudés les plus résistants, car les deux pièces métalliques sont fortement exposées à la flexion et au désalignement, surtout lorsque le métal est assez fin ou souple. Une façon de renforcer la soudure consiste à s'assurer que le joint est soudé de tous les côtés et qu'il ne s'agit pas d'une soudure unilatérale. On peut également utiliser un métal d'apport, mais il est conseillé d'en utiliser seulement une petite quantité, et d'opter pour une épaisseur inférieure à celle des métaux de base.
Ces techniques de soudage peuvent être utilisées pour réaliser un assemblage d'angle :
- Soudure par points
- Soudure en V
- Soudure en angle
- Soudure en U
- Soudure en rainure en biseau
- Soudure à rainure carrée
- Soudure bout à bout
- Soudure en V évasée
- Soudure d'angle à bride
- Soudure sur chant
- Soudure en J
Vous avez peut-être remarqué que les assemblages en T et les assemblages d'angle se ressemblent beaucoup, et c'est vrai. Ce qui les distingue, c'est l'emplacement de la soudure : dans les assemblages en T, celle-ci est située au milieu, ce qui permet de former deux angles droits.
Assemblage à recouvrement
Le joint à recouvrement est couramment utilisé pour souder deux pièces métalliques d'épaisseurs différentes. Certains diront qu'il serait plus approprié d'appeler ce type de joint « joint à chevauchement », car son nom vient de la façon dont les deux pièces métalliques qui se chevauchent sont soudées.
Lorsque les deux pièces métalliques se chevauchent, cela crée deux zones à souder, ce qui renforce la solidité de l'assemblage. Il est recommandé de souder ces deux angles afin d'optimiser la qualité de la soudure.
Parmi les techniques de soudage utilisées pour les assemblages à recouvrement, on peut citer :
- Soudure par bouchon
- Soudure en fente
- Soudure par points
- Soudure en J
- Soudure en rainure en biseau
- Soudure évasée-en biseau-rainurée
Joint bout à bout
Notre cinquième et dernier type de joint de soudure est le joint bout à bout, sans doute le type de soudure le plus courant, le plus économique et le plus simple. Deux pièces métalliques sont placées bout à bout ou côte à côte, puis soudées au niveau de la jonction des bords. Ce principe s'applique aussi bien aux tôles qu'aux tuyaux, à condition que les bords à souder soient bien alignés.
Certains appellent parfois l'assemblage bout à bout une « soudure à rainure carrée » ; outre les tôles et les tuyaux, cette technique peut servir à assembler des brides, des vannes, des raccords et, en substance, n'importe quelle pièce métallique parallèle.
C'est la technique de soudage que la plupart des débutants apprennent en premier, et elle peut être utilisée pour :
- Soudures bout à bout à rainure carrée
- Soudures bout à bout à rainure en V
- Soudures bout à bout à rainure en U
- Raccords à souder bout à bout J-Groove
- Soudures bout à bout à gorge en V évasée
- Soudures bout à bout à rainure en biseau
- Soudures bout à bout à évasement, à chanfrein et à rainure
Assemblages en onglet
Un terme qui est revenu à plusieurs reprises dans cet article, et qui est très couramment utilisé dans le secteur du soudage, est « soudure d'angle ». Il s'agit simplement d'un terme générique qui englobe les joints d'angle, les joints en T et les joints à recouvrement, et qui représente la majorité de toutes les soudures. Les joints en fillet nécessitent peu de préparation, sont mieux adaptés au soudage de tuyaux et sont moins coûteux pour le soudeur que le soudage bout à bout. En substance, un joint bout à bout utilise un métal d'apport ou un excès de matériau entre les bords à souder, tandis que les joints en fillet utilisent le métal d'apport dans les angles pour renforcer la solidité.
Dans l'infographie ci-dessous, vous pouvez découvrir ces 5 types d'assemblages soudés et voir à quoi ils ressemblent :
Voici les cinq principaux types de joints de soudure que tout débutant dans le métier devrait connaître ; toutefois, les soudeurs professionnels doivent maîtriser des joints de soudure plus avancés, spécifiques et complexes. Ces joints Advanced varient en fonction du secteur dans lequel le soudeur travaille : par exemple, l'industrie automobile a tendance à utiliser l'aluminium, tandis que l'industrie aérospatiale recourt au procédé TIG pour les joints en titane à haute résistance.
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