Le métier de soudeur et les procédés à l'arc
Module 1 / 5
Sommaire
1.3 Les procédés à l'arc : MMA, MIG/MAG, TIG (ISO 4063)
La grande majorité du soudage industriel repose sur un même phénomène physique : l'arc électrique. À partir de ce principe commun se sont développés des procédés très différents, chacun avec ses forces et ses limites. Ce chapitre explique comment naît un arc, comment la norme NF EN ISO 4063 numérote les procédés, et ce qui distingue concrètement les trois familles que tout soudeur rencontre : l'électrode enrobée (MMA), le fil sous gaz (MIG/MAG) et le TIG.
Les principaux procédés à l'arc (NF EN ISO 4063)
| N° ISO 4063 | Nom courant | Protection | Usage typique |
|---|---|---|---|
| 111 | Électrode enrobée (MMA / SMAW) | Laitier issu de l'enrobage | Chantier, extérieur, toutes positions |
| 114 | Fil fourré sans gaz | Laitier issu du flux du fil | Travaux en extérieur, gros débit |
| 121 | Arc submergé (SAW) | Flux en poudre | Soudures longues en atelier |
| 131 | MIG (gaz inerte) | Argon / hélium | Aluminium, inox |
| 135 | MAG (gaz actif) | CO₂ ou argon + CO₂ | Aciers, production |
| 136 | Fil fourré sous gaz actif | Gaz actif + laitier | Aciers, fortes épaisseurs |
| 141 | TIG (GTAW) | Argon (gaz inerte) | Inox, alu, fines épaisseurs, passe de fond |
| 15 | Plasma | Gaz plasmagène + gaz de protection | Précision, fines épaisseurs |
Le principe de l'arc électrique
Tous les procédés de ce chapitre partagent le même moteur thermique : l'arc électrique. Quand on établit un courant entre une électrode et la pièce à souder, un arc s'amorce dans l'espace qui les sépare. Cet arc dégage une chaleur intense, de plusieurs milliers de degrés, suffisante pour faire fondre localement le métal.
Le métal en fusion forme un bain de fusion. C'est là que se joue la qualité de la soudure : le bain doit fondre les bords des pièces (et, le plus souvent, un métal d'apport) puis se solidifier proprement, sans porosités ni inclusions.
Le métal liquide étant très réactif, il faut l'isoler de l'air : l'oxygène et l'azote de l'atmosphère provoqueraient oxydation et défauts. Cette protection prend deux formes selon les procédés :
- Un gaz de protection insufflé autour de l'arc (cas du MIG/MAG et du TIG).
- Un laitier formé par la fusion d'un enrobage ou d'un flux, qui recouvre le bain (cas de l'électrode enrobée et du fil fourré).
La numérotation normalisée NF EN ISO 4063
Sur un plan ou un document de soudage, un procédé n'est pas désigné par son nom commercial mais par un numéro normalisé. La norme NF EN ISO 4063 attribue à chaque procédé de soudage un code chiffré, compris et utilisé partout dans l'industrie.
Les numéros que rencontre le plus souvent un soudeur à l'arc :
- 111 — soudage à l'électrode enrobée (MMA / SMAW)
- 114 — fil fourré sans gaz
- 121 — soudage à l'arc submergé (SAW)
- 131 — MIG, soudage sous gaz inerte avec fil fusible
- 135 — MAG, soudage sous gaz actif avec fil fusible
- 136 — fil fourré sous gaz actif
- 141 — TIG, soudage sous gaz inerte avec électrode de tungstène (GTAW)
- 15 — soudage plasma
MMA — l'électrode enrobée (111)
Le procédé MMA (Manual Metal Arc), aussi appelé soudage à l'électrode enrobée, est le plus ancien et le plus universel des procédés à l'arc. L'électrode est une baguette métallique consommable recouverte d'un enrobage.
En fondant, cet enrobage joue un double rôle : il dégage un gaz protecteur autour de l'arc et forme un laitier qui recouvre le bain pendant son refroidissement.
Ses atouts et ses limites :
- Polyvalent et robuste : peu de matériel, pas de bouteille de gaz à transporter.
- Utilisable en extérieur et sur chantier, et dans toutes les positions de soudage.
- Productivité moyenne : l'électrode se consomme et doit être changée régulièrement.
- Laitier à piquer entre chaque passe avant de reprendre.
- Forte dépendance au geste du soudeur : la qualité repose sur la maîtrise manuelle.
C'est le procédé de référence pour les interventions en milieu difficile, là où le gaz serait chassé par le vent ou impossible à acheminer.
MIG / MAG — le fil sous gaz (131 / 135)
Le procédé MIG/MAG utilise un fil-électrode fusible dévidé en continu par la torche, tandis qu'un gaz de protection isole le bain de l'air. Le fil sert à la fois d'électrode et de métal d'apport, ce qui rend le procédé fluide et rapide.
La différence entre les deux sigles tient au gaz utilisé :
- MIG (131, Metal Inert Gas) : gaz inerte (argon, hélium). Réservé aux métaux sensibles comme l'aluminium et l'inox.
- MAG (135, Metal Active Gas) : gaz actif (CO₂ pur ou mélange argon + CO₂). Destiné aux aciers.
Ses caractéristiques :
- Procédé productif : dévidage continu, peu d'arrêts, dépôt rapide.
- Semi-automatique et robotisable : très répandu en production de série.
- Sensible aux courants d'air : le vent chasse le gaz de protection et ruine la soudure, ce qui le rend délicat en extérieur.
MMA vs MIG/MAG vs TIG en un coup d'œil
MMA (111)
- Qualité : correcte selon le geste
- Productivité : moyenne
- Polyvalence : très élevée (chantier, extérieur)
MIG/MAG (131/135)
- Qualité : bonne, régulière
- Productivité : élevée (continu, robotisable)
- Polyvalence : atelier, sensible au vent
TIG (141)
- Qualité : maximale
- Productivité : faible (lent)
- Polyvalence : fines épaisseurs, exigeant
TIG — l'électrode de tungstène (141)
Le procédé TIG (Tungsten Inert Gas) utilise une électrode en tungstène non fusible protégée par un gaz inerte (argon). Contrairement au MIG/MAG, l'électrode ne se consomme pas : le métal d'apport est amené séparément, à la main, par le soudeur.
C'est le procédé de la qualité maximale : il offre un contrôle très fin du bain, idéal pour l'inox, l'aluminium, les fines épaisseurs et la passe de fond en tuyauterie (la première passe, la plus critique).
Le choix du courant dépend du matériau :
- Courant continu pour l'acier et l'inox.
- Courant alternatif pour l'aluminium : l'alternance assure le décapage de la couche d'oxyde superficielle, indispensable pour souder ce métal.
Comment choisir un procédé
Aucun procédé n'est « meilleur » dans l'absolu : le bon choix dépend du contexte de la soudure. Les critères que pèse un soudeur ou un préparateur :
| Critère | Ce qu'il oriente |
|---|---|
| Qualité requise | TIG pour les exigences les plus élevées |
| Matériau | Acier, inox, aluminium imposent gaz et courant |
| Épaisseur | Fines épaisseurs → TIG ; fortes → MAG / fil fourré |
| Position | MMA très polyvalent en toutes positions |
| Productivité | MIG/MAG pour le débit en série |
| Environnement | Atelier, chantier ou extérieur (vent → MMA) |
| Coût | Matériel, consommables, temps de main-d'œuvre |
En pratique, ces critères se combinent : une passe de fond inox en tuyauterie appellera le TIG, le remplissage d'une forte épaisseur d'acier le MAG, et une réparation sur chantier venteux l'électrode enrobée.
Mes réflexes terrain
- Je lis le numéro de procédé (111, 135, 141…) sur le plan ou le DMOS avant de choisir mon poste.
- Je vérifie le gaz et le matériau : inerte pour alu/inox (MIG, TIG), actif pour l'acier (MAG).
- En extérieur ou par vent, je me méfie du MIG/MAG (gaz chassé) et privilégie l'électrode enrobée.
À retenir
- Tous ces procédés reposent sur l'arc électrique, qui fond le métal ; une protection (gaz ou laitier) isole le bain de l'air.
- La norme NF EN ISO 4063 numérote les procédés : 111 (MMA), 131 (MIG), 135 (MAG), 141 (TIG)… ces numéros figurent sur les plans et DMOS.
- MMA / électrode enrobée (111) : polyvalent, robuste, chantier et toutes positions, sans gaz ; productivité moyenne, laitier à piquer.
- MIG/MAG (131/135) : fil fusible sous gaz, productif et robotisable ; MIG inerte (alu, inox), MAG actif (acier) ; sensible au vent.
- TIG (141) : électrode tungstène non fusible, apport à part ; qualité maximale (inox, alu, fines épaisseurs) mais lent et exigeant ; courant alternatif pour l'alu.
- Le choix d'un procédé dépend de la qualité requise, du matériau, de l'épaisseur, de la position, de la productivité, de l'environnement et du coût.