Dans le soudage à l'électrode enrobée (procédé 111, ou MMA), deux références dominent les ateliers : l'E6013 et l'E7018.
La première est une électrode rutile, facile à amorcer, qui donne un beau cordon. La seconde est une électrode basique à bas hydrogène, plus exigeante à mettre en œuvre, mais attendue dès que la soudure doit résister à des sollicitations sérieuses.
Leur désignation vient de la spécification américaine AWS A5.1. Chaque chiffre y a un sens précis : résistance du métal déposé, positions de soudage, type d'enrobage et de courant.
Ce guide compare les deux électrodes à partir des exigences de la spécification, explique leurs différences d'usage et de stockage, et donne les repères pour choisir.
1. Lire la désignation AWS : E, 60/70, 1, 3/8
Les électrodes enrobées pour aciers au carbone sont classées par la spécification AWS A5.1/A5.1M de l'American Welding Society. Sa dernière révision date de 2025 ; d'après son avant-propos, elle ajoute notamment des classes E60-G et E70-G et la radiographie numérique, sans changer la logique de désignation.
Une désignation à quatre chiffres se décompose en trois informations, à lire de gauche à droite.
Résistance à la traction
Minimum du métal déposé en milliers de psi (ksi) : 60 ksi, soit 430 MPa, pour l'E6013 ; 70 ksi, soit 490 MPa, pour l'E7018.
Positions de soudage
« 1 » signale une électrode toutes positions : à plat, horizontale, verticale montante, au plafond.
Enrobage et courant
Les deux derniers chiffres ensemble (13 ou 18) renvoient au type d'enrobage et aux courants utilisables, définis par le tableau 1 de la spécification.
La version métrique de la spécification (A5.1M) exprime la même chose en MPa : l'E6013 y devient E4313 et l'E7018 E4918. Les deux premiers chiffres renvoient alors à la résistance minimale divisée par dix (430 et 490 MPa).
En Europe, les fabricants indiquent aussi la désignation selon la norme EN ISO 2560, construite différemment (limite d'élasticité, température de résilience, symbole d'enrobage : R pour rutile, B pour basique). Les deux systèmes coexistent souvent sur la même boîte.
2. Rutile contre basique : deux enrobages, deux comportements
L'âme métallique des deux électrodes est un acier doux. Ce qui les distingue, c'est l'enrobage : il stabilise l'arc, protège le bain de fusion, forme le laitier et apporte une partie des éléments d'alliage.
La spécification AWS décrit l'enrobage de l'E6013 comme « à haute teneur en titane, au potassium » (rutile), et celui de l'E7018 comme « bas hydrogène, au potassium, avec poudre de fer » (basique).
| Critère | E6013 (rutile) | E7018 (basique) |
|---|---|---|
| Enrobage | Rutile, cellulose, ferromanganèse, silicate de potassium | Inorganique, très peu d'humidité, forte part de poudre de fer |
| Courant | Alternatif, continu électrode + ou électrode − | Alternatif ou continu électrode + (DCEP) |
| Arc | Calme, faible pénétration, fonctionne à faible tension à vide | Calme, très peu de projections, pénétration moyenne ; arc court impératif |
| Cordon et laitier | Surface lisse à ondulations fines, laitier facile à retirer | Surface lisse et finement ondulée, légèrement bombée en angle |
| Usage d'origine | Conçue pour la tôle mince, puis étendue aux travaux généraux | Aciers au carbone, mais aussi aciers à haute résistance, à haut carbone ou faiblement alliés |
La facilité de l'E6013 tient à son enrobage au potassium, qui lui permet de fonctionner en courant alternatif à faible intensité et faible tension à vide. C'est ce qui en fait l'électrode des petits postes et des débutants.
Sa faible pénétration est aussi sa limite. La spécification AWS prévient que les petits diamètres d'E6013 donnent un arc moins pénétrant, qui peut conduire à une pénétration incomplète dans les soudures d'angle.
L'E7018 demande plus de savoir-faire : maintenir en permanence un arc très court, comme le rappelle la spécification pour toutes les électrodes bas hydrogène. En contrepartie, elle se soude à vitesse élevée et produit un métal plus tenace.
Les familles d'enrobage (rutile, basique, cellulosique, acide), leurs réglages et leurs défauts types sont détaillés dans le chapitre de formation consacré au soudage à l'électrode enrobée (procédé 111).
3. Résistance, ductilité, résilience : ce que garantit la norme
La différence entre les deux électrodes se mesure sur le métal déposé, essayé à l'état brut de soudage. Le tableau 2 de l'AWS A5.1 fixe les minima de traction ; le tableau 3, les exigences de résilience Charpy.
Le graphique compare les valeurs minimales exigées pour chacune.
Valeurs minimales du métal déposé, AWS A5.1/A5.1M, tableau 2 (unités SI de la version A5.1M).
| Exigence (minimum) | E6013 / E4313 | E7018 / E4918 |
|---|---|---|
| Résistance à la traction | 430 MPa (60 ksi) | 490 MPa (70 ksi) |
| Limite d'élasticité (0,2 %) | 330 MPa (48 ksi) | 400 MPa (58 ksi) |
| Allongement | 17 % | 22 % |
| Résilience Charpy V | Non spécifiée | 27 J en moyenne à −30 °C |
| Option « -1 » | — | E7018-1 : 27 J à −45 °C |
Le point décisif est la dernière ligne. La spécification n'exige aucune résilience pour l'E6013 : elle ne garantit pas le comportement du joint face à un choc, notamment à basse température. L'E7018 doit, elle, atteindre 27 J en moyenne à −30 °C.
La variante E7018-1 pousse cette exigence à −45 °C. Selon l'annexe de la spécification, elle a le même comportement opératoire, avec une teneur en manganèse placée en haut de la fourchette.
4. Hydrogène, humidité, étuvage : le point faible de l'E7018
L'intérêt d'une électrode basique tient à un mot : bas hydrogène. L'hydrogène qui pénètre dans le métal fondu peut provoquer, sur certains aciers, une fissuration à froid. Une source majeure de cet hydrogène est l'humidité de l'enrobage.
La spécification impose donc à l'E7018 une teneur en humidité de l'enrobage d'au plus 0,6 % en masse, à réception ou après reconditionnement. Des suffixes optionnels permettent d'aller plus loin.
| Suffixe | Signification |
|---|---|
| R | Faible reprise d'humidité : au plus 0,4 % après 9 heures à 27 °C et 80 % d'humidité relative (0,3 % à réception) |
| H16 / H8 / H4 | Hydrogène diffusible maximal dans le métal déposé : 16, 8 ou 4 mL pour 100 g |
| -1 | Résilience garantie à −45 °C au lieu de −30 °C |
Une boîte marquée E7018-1 H4R cumule donc les trois garanties. L'électrode ne les conserve que si elle est stockée correctement : une électrode basique exposée à l'humidité perd son caractère bas hydrogène.
| Conditions types (AWS A5.1, tableau A3) | E6013 | E7018 |
|---|---|---|
| Stockage à l'air ambiant | 30 °C ± 10 °C, 50 % d'humidité relative maximum | Non recommandé |
| Étuve de maintien | 10 à 20 °C au-dessus de l'ambiante | 30 à 140 °C au-dessus de l'ambiante |
| Séchage (reconditionnement) | 135 °C ± 15 °C pendant 1 heure | 260 à 425 °C pendant 1 à 2 heures |
La spécification renvoie expressément au fabricant pour les conditions exactes, qui dépendent de la composition de chaque enrobage. Les valeurs ci-dessus sont des repères, pas un mode opératoire.
5. E6013 ou E7018 : comment choisir
Le choix ne relève pas de la préférence du soudeur. Sur un ouvrage soumis à un code (charpente, appareil à pression, tuyauterie), le métal d'apport est fixé par le descriptif de mode opératoire qualifié. En dehors de ce cadre, quatre questions orientent la décision.
Le tableau suivant les résume à partir des caractéristiques données par la spécification.
| Question | Plutôt E6013 | Plutôt E7018 |
|---|---|---|
| L'assemblage est-il sollicité (choc, fatigue, froid) ? | Non : serrurerie, réparation légère, tôle mince | Oui : résilience exigée, structure porteuse |
| Quel acier ? | Acier doux courant | Aussi aciers à haute résistance, à haut carbone, faiblement alliés |
| Quel poste de soudage ? | Petit poste alternatif à faible tension à vide | Alternatif ou continu électrode + (DCEP) |
| Peut-on gérer l'étuvage ? | Stockage au sec suffit | Étuve de maintien et traçabilité des lots indispensables |
La spécification signale un cas où l'E6013 a l'avantage : sur des petites pièces minces, elle donne généralement la meilleure compacité radiographique du procédé. À l'inverse, les électrodes bas hydrogène peuvent donner une compacité médiocre sur petits tubes, joints minces ou soudures à nombreux arrêts.
Pour un chiffrage de chantier, l'estimateur de consommation de soudage calcule le nombre d'électrodes nécessaires selon le cordon et le diamètre.
La maîtrise de l'E7018 en toutes positions fait partie des compétences recherchées chez le soudeur qualifié, notamment pour les qualifications sur tôle et tube.
Conclusion : la même pince, deux métiers
Sur le papier, l'E6013 et l'E7018 ne diffèrent que de quelques chiffres. En pratique, elles répondent à deux besoins distincts : souder facilement de l'acier doux sans exigence particulière, ou garantir un métal déposé résistant, ductile et tenace, au prix d'une discipline de stockage et de mise en œuvre.
Les bonnes pratiques convergent vers une règle simple : la désignation se lit sur la boîte, mais le choix se fait à partir des exigences de l'assemblage et du mode opératoire qualifié, et les conditions d'étuvage se prennent sur la fiche du fabricant.
