Le grand guide pour apprendre à souder

Vous êtes prêt à plonger tête la première dans un univers passionnante, prenant et surtout sans fin ? Le soudage, que ce soit pour fabriquer une petite boîte aux lettres sans prétention, réparer un circuit intégré ou réaliser des travaux de plomberie massifs est une compétence très utile qui vous permettra d’économiser de l’argent, d’améliorer votre bilan carbone (en restaurant des objets à priori endommagés) et de passer du bon temps.

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le soudage n’est pas qu’une compétence technique. C’est une passion qui se cultive, car tout est soudable et « brasable », du plastique à l’inox en passant par l’aluminium, le laiton ou encore la fonte. Avec les bons outils, un peu de patience, de l’huile de coude et une soif d’apprendre, vous allez rapidement vous rendre compte que le soudage est étonnamment intuitif, avec une courbe d’apprentissage rapide et motivante. Dans ce guide détaillé, nous allons essayer de couvrir les bases du soudage en fonction de l’outil à votre disposition, tout en vous renvoyant vers les autres articles spécialisés de notre dossier sur le soudage des différents matériaux (souder du zinc, de l’aluminium, du galva, de l’argent, du laiton, de la fonte, du cuivre, du plastique, de l’étain et de l’acier inoxydable ou inox).

Comment souder à l’arc ?

Le soudage à l’arc est un procédé de soudage qui permet d’assembler du métal. Cette technique implique l’utilisation d’une chaleur suffisamment élevée pour faire fondre les métaux qui, une fois refroidis, sont liés par un joint solide et durable. Il s’agit d’un type de soudage qui utilise une alimentation électrique pour créer un arc entre un bâton de métal (appelé « électrode ») et le matériau de base afin de faire fondre les métaux à un point de contact donné.

Les outils de soudage à l’arc peuvent utiliser un courant continu (DC) ou alternatif (AC), et des électrodes consommables ou non consommables. La zone de soudage est généralement protégée par un type de gaz dit justement « de protection ». Les procédés de soudage à l’arc peuvent être manuels, semi-automatiques ou entièrement automatisés. Développé pour la première fois à la fin du XIXe siècle, le soudage à l’arc a pris une importance commerciale dans la construction navale pendant la Seconde Guerre mondiale. Aujourd’hui, il reste un processus important pour la fabrication de structures en acier, notamment dans l’industrie automobile. Il est aussi plébiscité par les artisans et les bricoleurs avertis.

Certains matériaux, notamment les aciers à haute résistance, l’aluminium et les alliages de titane, sont sensibles à la fragilisation par l’hydrogène. Si les électrodes utilisées pour le soudage à l’arc contiennent des traces d’humidité, l’eau se décompose dans la chaleur de l’arc et l’hydrogène libéré pénètre dans le réseau du matériau, ce qui entraîne une certaine fragilité. Pour souder à l’arc, vous aurez besoin :

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Le soudage à l’arc se fait selon quatre étapes assez simples :

  1. Le nettoyage des zones de soudure à la brosse métallique pour dégager les saletés et les impuretés puis à la toile émeri pour un brasage léger ;
  2. Le raccordement (à la terre) du poste à souder et la chauffe ;
  3. La soudure à proprement parler ;
  4. Le refroidissement de la soudure à température ambiante puis l’élimination de l’excédent de soudure et des éclats.

Comment souder au chalumeau oxygène-acétylène ?

Le soudage au chalumeau oxyacétylénique et l’oxycoupage sont des procédés qui utilisent des gaz combustibles (ou des combustibles liquides tels que l’essence) et de l’oxygène pour souder ou couper des métaux. Les ingénieurs français Edmond Fouché et Charles Picard ont été les premiers à développer le soudage oxygène-acétylène en 1903. L’oxygène pur (plutôt que l’air) est utilisé pour augmenter la température de la flamme afin de permettre la fusion localisée du matériau de la pièce (par exemple l’acier) dans un environnement aux conditions « ambiantes ».

Une flamme commune propane/air brûle à environ 1 980 °C, une flamme propane/oxygène brûle à environ 2 253 °C, une flamme oxy-hydrogène brûle à 2 800 °C et une flamme acétylène/oxygène brûle à environ 3 500 °C. Les chalumeaux oxyacétyléniques ont plusieurs applications :

  • Chauffage du métal : dans l’industrie automobile et d’autres industries lourdes afin de desserrer les attaches ;
  • La flamme neutre est utilisée pour l’assemblage et le découpage de tous les métaux ferreux et non ferreux, à l’exception du laiton ;
  • Dépôt de métal pour constituer une surface ;

On utilise également des flammes à l’oxy-hydrogène :

  • dans la pierre, pour le « flambage », où la pierre est chauffée et une couche supérieure craque et se brise. Une brosse circulaire en acier est fixée à une meuleuse d’angle et utilisée pour enlever la première couche, laissant une surface bosselée semblable à du bronze martelé ;
  • dans l’industrie du verre pour le « polissage au feu » ;
  • dans la production de bijoux pour la « soudure à l’eau » à l’aide d’un chalumeau à eau (un chalumeau à oxygène dont l’alimentation en gaz est générée immédiatement par l’électrolyse de l’eau) ;
  • dans la réparation automobile, notamment pour retirer un boulon grippé.

En bref, le chalumeau oxyacétylénique est très polyvalent, que ce soit pour le soudage du fer et de l’acier, mais aussi pour le brasage, le chauffage des métaux (pour le recuit ou la trempe, le pliage ou le formage), pour l’élimination de la rouille ou de l’écaillage, pour le desserrage des écrous et boulons corrodés, etc. Nous recommandons chaleureusement le chalumeau oxy-gaz turbo 90 , livré avec des lunettes de protection, une belle sélection de buses, une clé, un allumeur et des baguettes à souder.

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Pour souder au chalumeau oxygène-acétylène, vous allez devoir utiliser un métal d’apport via une baguette à souder. Vous devez également utiliser une pâte à souder pour nettoyer la zone à souder et éviter l’oxydation. Le soudage au chalumeau oxyacétylénique se fait en cinq étapes :

  1. Nettoyage des zones à souder à la brosse métallique et à la toile émeri, puis application de la pâte à souder ;
  2. Réglage de la flamme du chalumeau en ajustant le débit de gaz et le mélange (dard bleu qui tire vers le blanc) ;
  3. Chauffage des pièces à souder de manière uniforme, au niveau des zones de la soudure. Toutes les zones de contact doivent changer de couleur lors et après le chauffage. Le cuivre par exemple doit virer à l’orange clair ou au jaune ;
  4. Apport du métal par rapprochement de la baguette de la zone de soudure et écartement de la flamme de la zone de soudure. La baguette doit fondre et son métal vient prend prendre place au niveau des interstices, entre les pièces à souder ;
  5. Refroidissement des pièces à température ambiante.

Comment souder au fer à souder ?

Le fer à souder est un outil à main qui fournit de la chaleur pour faire fondre la soudure afin qu’elle puisse s’écouler dans le joint entre deux pièces. Le fer à souder est composé d’une pointe métallique chauffée (panne) et d’une poignée isolée que l’on manipule à une main. Le chauffage est souvent réalisé électriquement, en faisant passer un courant électrique (fourni par un cordon électrique ou des câbles de batterie) à travers un élément chauffant à résistance. Les fers à souder sans fil peuvent être chauffés par la combustion du gaz stocké dans un petit réservoir, souvent à l’aide d’un chauffage catalytique plutôt que d’une flamme. Les fers à souder de base sont en réalité de simples mèches de cuivre sur un manche, chauffée à la flamme.

Les fers à souder sont le plus souvent utilisés pour l’installation, les réparations et les travaux de production limitée dans l’assemblage électronique. Les chaînes de production à grand volume utilisent d’autres méthodes de soudage. Pour souder au fer, vous aurez besoin d’un fer à souder ou d’une station de soudage, d’une alimentation électrique et d’une bobine de fil d’étain. Là encore, il s’agira de suivre quatre étapes simples :

  1. On procédera préalablement au nettoyage de la zone de soudure avec une toile émeri, avant d’enduire la zone de soudure de graisse à souder ;
  2. Une fois que le panne du fer à souder est suffisamment chaude, on l’appliquera sur la zone de soudure où les deux pièces sont en contact ;
  3. On écarte la panne du fer à souder pour introduire le métal d’apport avec le fil d’étain. Ce dernier est positionné sur la zone de la soudure pendant une à deux secondes et est manipulé de manière à s’étaler de façon uniforme, sans faire de boule ou de grumeau ;
  4. On laisse la soudure refroidir à température ambiante, sans souffler dessous pour ne pas compromettre son intégrité.

Pour souder au fer de manière intuitive et contrôler la température de chauffe de manière didactique et sans prise de tête, nous vous conseillons l’excellent fer à souder TS100  doté d’un firmware et d’un écran digital.

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  • ★ ►Facile à démonter et à ranger, une poignée de commande confortable, une interface de contrôle simple, est un outil de prédilection pour les ingénieurs en électronique et les passionnés de maintenance électronique. Compact et portable, chauffe rapidement, il est facile de remplacer les pannes à souder.
  • ★ ►Le processeur STM32 intégré, la coopération étroite entre le capteur de température double et le capteur d'accélération permettent au TS100-I de réaliser un contrôle intelligent de la température, une élévation instantanée de la température, une veille automatique, une alarme de surchauffe et d'autres fonctions.
  • ★ ►Il peut fonctionner entre l'affichage à l'écran OLED DC12-24V, en appuyant sur le bouton pour régler la température, la plage de température est comprise entre 100 et 400. Interface micro USB: définissez la courbe d'élévation de température et les touches de fonction personnalisées via le fichier de paramètres.
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Les précautions à prendre pour souder en toute sécurité

Le soudage peut être dangereux et nocif si les précautions adéquates ne sont pas prises. Toutefois, l’utilisation de nouvelles technologies et d’une protection adéquate réduit considérablement les risques de blessures. Comme de nombreuses procédures de soudage courantes impliquent un arc électrique ou une flamme ouverte, le risque de brûlures et d’incendie est important. Pour réduire les risques, les soudeurs portent généralement un équipement de protection individuelle sous forme de gants de cuir épais et de vestes de protection à manches longues pour éviter l’exposition à la chaleur extrême et aux flammes.

Les vêtements synthétiques tels que le polyester ne doivent pas être portés car ils peuvent brûler. De plus, la luminosité de la zone de soudure conduit à une maladie appelée « coup d’arc » ou « photokératite », dans laquelle la lumière ultraviolette provoque une inflammation de la cornée et peut brûler la rétine des yeux. Pour éviter cette exposition, on portera des lunettes de protection et des casques de soudage avec des visières sombres filtrant les UV.

Depuis les années 2000, les fabricants proposent des casques comportant une visière qui s’assombrit instantanément en cas d’exposition aux rayons UV intenses. Pour protéger les occupants (si le soudage est réalisé chez soi), les collègues et les clients (soudage professionnel), la zone de soudage est souvent entourée de rideaux de soudure translucides. Ces rideaux, faits d’un film plastique en polychlorure de vinyle, protègent les individus en dehors de la zone de soudure contre les rayons UV de l’arc électrique, mais ne peuvent pas remplacer le verre filtrant utilisé dans les casques.

Les soudeurs sont souvent exposés à des gaz dangereux et à des particules en suspension dans l’air. Des procédés comme le soudage à l’arc avec flux et le soudage à l’arc métallique blindé produisent des fumées contenant des particules de divers types d’oxydes. La taille des particules en question tend à influencer la toxicité des fumées, les particules plus petites présentant un plus grand danger. En effet, les particules plus petites ont la capacité de traverser la barrière hémato-encéphalique. Les fumées et les gaz, tels que le dioxyde de carbone, l’ozone et les fumées contenant des métaux lourds, peuvent être dangereuses pour les soudeurs qui ne disposent pas d’une ventilation et d’une formation adéquates.

L’exposition aux fumées de soudage au manganèse, par exemple, même à de faibles niveaux (<0,2 mg/m3), peut entraîner des problèmes neurologiques ou des dommages aux poumons, au foie, aux reins ou au système nerveux central. Les nanoparticules peuvent être piégées dans les macrophages alvéolaires des poumons et provoquer une fibrose pulmonaire. L’utilisation de gaz et de flammes comprimés dans de nombreux procédés de soudage présente un risque d’explosion et d’incendie. Les précautions les plus courantes consistent à limiter la quantité d’oxygène dans l’air et à tenir les matériaux combustibles à l’écart du lieu de travail.

Comment souder en fonction des matériaux ?

A chaque matériau son « capital soudage » ! C’est pourquoi nous vous proposons une série de guides détaillés pour apprendre à souder chaque matériau en prenant en considération sa composition chimique et ses caractéristiques mécaniques :