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Module 2 / 5
Sommaire
2.3 Métaux de base, métaux d'apport et gaz de protection
Avant d'amorcer le premier arc, trois questions se posent : quel métal vais-je souder, avec quel produit d'apport, et sous quelle protection ? Ces trois choix sont liés. Le métal de base impose le métal d'apport, et le couple métal/procédé impose le gaz. Ce chapitre pose les repères pour ne pas se tromper de combinaison.
Le couple métal de base / métal d'apport / procédé
| Métal de base | Famille de métal d'apport | Procédé typique |
|---|---|---|
| Acier non allié (S235, S355) | Électrode enrobée, fil plein ou baguette acier | MMA, MAG, TIG |
| Acier inoxydable austénitique (304, 316L) | Apport inox de nuance compatible | TIG, MIG, MMA |
| Aluminium et alliages (5xxx, 6xxx) | Apport aluminium adapté à l'alliage | TIG, MIG |
| Aciers alliés | Apport allié de composition voisine | TIG, MMA, MAG |
Repères généraux : la nuance exacte de l'apport se choisit selon le DMOS et la fiche du produit.
Les métaux de base courants
Le métal de base est la matière à assembler. En atelier, on retrouve principalement :
- Les aciers de construction non alliés (par exemple S235, S355) : les plus courants en charpente et chaudronnerie générale.
- Les aciers inoxydables austénitiques (par exemple 304 / 1.4301, 316L / 1.4404). Le « L » signale un bas carbone, qui limite la corrosion intergranulaire dans la zone affectée par la chaleur.
- L'aluminium et ses alliages, notamment les séries 5xxx et 6xxx, plus exigeants à souder (conductivité thermique, couche d'oxyde).
- Les aciers alliés et les cuivre et alliages, dans des applications plus spécifiques.
Le principe du « match » métal d'apport / métal de base
Le métal d'apport doit être compatible avec le métal de base : composition chimique et caractéristiques mécaniques voisines ou adaptées. Un apport mal choisi fragilise le joint, même si le cordon est visuellement correct.
Les produits d'apport sont classés par des familles normatives EN ISO, par exemple :
- NF EN ISO 2560 : électrodes enrobées pour le soudage des aciers (MMA).
- NF EN ISO 14341 : fils-électrodes pleins pour le soudage MAG des aciers.
- NF EN ISO 636 : baguettes pour le soudage TIG des aciers.
Les enrobages des électrodes MMA
En soudage à l'électrode enrobée (MMA), le type d'enrobage change le comportement de l'arc et la qualité du dépôt. Les trois familles principales :
| Enrobage | Caractéristiques | Usage typique |
|---|---|---|
| Rutile | Amorçage facile, bel aspect de cordon, polyvalent | Travaux courants |
| Basique | Qualité, faible teneur en hydrogène, bonne résilience — mais hygroscopique | Joints sollicités |
| Cellulosique | Forte pénétration, soudage en descendant | Pipelines, canalisations |
Les gaz de protection : inertes et actifs
Le gaz de protection isole le bain de fusion de l'air ambiant (oxygène, azote, humidité) pour éviter l'oxydation et les défauts. On distingue deux familles :
- Gaz inertes (argon Ar, hélium He) : ils ne réagissent pas chimiquement avec le bain. Employés en MIG et TIG, sur aluminium et inox.
- Gaz actifs (CO₂, O₂) : employés en mélange, ils participent à l'arc. C'est le procédé MAG sur les aciers.
Exemples : argon pur en TIG/MIG sur alu et inox ; mélange argon + CO₂ (de l'ordre de ~18 % de CO₂) en MAG acier ; CO₂ pur, économique, mais avec plus de projections et un arc moins stable.
Quel gaz pour quel procédé / matériau
| Gaz | Type | Procédé / matériau |
|---|---|---|
| Argon (Ar) pur | Inerte | TIG / MIG sur alu et inox |
| Argon + CO₂ (~18 % CO₂) | Actif (mélange) | MAG acier |
| CO₂ pur | Actif | MAG acier — économique, plus de projections |
| Hélium (He) | Inerte | MIG / TIG, seul ou en mélange avec l'argon |
Gaz d'envers, stockage et bouteilles
Le gaz d'envers (backing ou purge) protège la racine du cordon, c'est-à-dire l'envers de la soudure. On y injecte un gaz inerte pour éviter que la racine s'oxyde ou « colle ».
- Indispensable sur l'inox et certains alliages, où une racine oxydée trahit un défaut de protection.
- Sans purge, la face envers peut présenter un aspect brûlé et une perte de tenue à la corrosion.
Côté stockage, les bouteilles sous pression demandent des précautions élémentaires :
- Arrimer les bouteilles (chaîne, support) pour éviter toute chute.
- Vérifier le bon état des robinets et détendeurs.
- Tenir les bouteilles à l'écart de toute source de chaleur.
Mes réflexes terrain
- J'identifie le métal de base (nuance) avant de choisir l'apport et le procédé.
- Je contrôle le couple apport / métal de base sur la fiche produit, jamais « au feeling ».
- Avec des électrodes basiques, je vérifie qu'elles ont été étuvées avant de souder.
- Sur inox, je prévois le gaz d'envers et je vérifie l'aspect de la racine.
À retenir
- Le métal de base (S235/S355, inox 304/316L, alu 5xxx/6xxx, aciers alliés) impose le métal d'apport et le procédé.
- Le « L » de 316L = bas carbone, contre la corrosion intergranulaire.
- Le métal d'apport doit « matcher » le métal de base ; les familles sont normalisées EN ISO (2560, 14341, 636).
- Enrobages MMA : rutile (polyvalent), basique (qualité, à étuver), cellulosique (pénétration, descendant).
- Gaz inertes (Ar, He) en MIG/TIG sur alu/inox ; gaz actifs (CO₂, O₂) en MAG acier.
- Sur inox, prévoir le gaz d'envers ; bouteilles arrimées, détendeurs en bon état, loin de la chaleur.