En soudage par fusion, on ne parle pas seulement de « défauts » au hasard : ces imperfections sont normalisées. Deux normes structurent le sujet :

• La NF EN ISO 6520-1 : elle classifie et désigne les imperfections (défauts) géométriques rencontrées dans les soudures par fusion. Chaque type de défaut y reçoit un nom et un repère précis.
• La NF EN ISO 5817 : elle définit les niveaux de qualité, c'est-à-dire les limites d'acceptation des imperfections selon trois niveaux.

Les trois niveaux de qualité se lisent du plus exigeant au plus tolérant :

Une première distinction utile sépare les défauts selon leur localisation, car elle conditionne le moyen de contrôle qui permettra de les détecter :

• Les défauts débouchants (ou de surface) : ils affleurent ou sortent à la surface du cordon. Ce sont par exemple les caniveaux, certaines fissures débouchantes, l'excès ou le manque de métal, les projections. Ils sont visibles à l'œil ou détectables par contrôle de surface.
• Les défauts internes (ou enrobés) : ils sont situés dans la masse du métal fondu et restent invisibles de l'extérieur. C'est le cas des porosités internes, des inclusions, du manque de fusion en profondeur ou des fissures internes. Seuls des contrôles volumiques permettent de les révéler.

Un cordon peut donc présenter un bel aspect extérieur tout en cachant des défauts internes critiques. C'est précisément pour cette raison que les contrôles non destructifs existent (abordés dans les chapitres suivants de ce module).

Voici les défauts que rencontre le plus souvent un soudeur, du plus grave au plus courant :

• Les fissures : ce sont les défauts les plus graves, car elles constituent des amorces de rupture. On distingue les fissures à froid (ou fissuration par l'hydrogène), qui apparaissent après refroidissement, et les fissures à chaud (de solidification), qui se forment pendant le refroidissement du bain.
• Le manque de fusion (collage) : le métal d'apport n'a pas réellement fusionné avec le métal de base ou avec une passe précédente. Le joint paraît rempli mais il n'y a pas de continuité métallique.
• Le manque de pénétration : la racine n'est pas remplie ni fondue sur toute l'épaisseur prévue. La section réellement soudée est plus faible que la section théorique.
• Les porosités et soufflures : des bulles de gaz piégées dans le métal fondu, dues à l'humidité, à une protection gazeuse défaillante, à un courant d'air ou à une surface sale.
• Les inclusions : des corps étrangers emprisonnés. Inclusions de laitier (fréquentes en soudage MMA quand le nettoyage entre passes est insuffisant) ou de tungstène (en TIG, lors d'un contact de l'électrode avec le bain).
• Les caniveaux (morsures, undercut) : un sillon creusé en bordure du cordon, qui réduit la section et crée une concentration de contraintes.
• L'effondrement, l'excès de pénétration, la surépaisseur excessive, le manque de métal et le mauvais raccordement : ces défauts de forme altèrent la géométrie et donc le comportement mécanique du joint.
• Les projections, les amorçages hors joint et le défaut d'alignement (désaffleurement) : imperfections liées au geste ou au montage des pièces.

Derrière chaque défaut se cache une ou plusieurs causes. Les identifier, c'est savoir corriger. Les principales sources d'imperfections sont :

• Les réglages : intensité, tension, vitesse d'avance et longueur d'arc mal ajustés provoquent collages, caniveaux ou manque de pénétration.
• La préparation et la propreté insuffisantes : chanfrein mal préparé, surfaces grasses, oxydées ou humides favorisent les inclusions et les porosités.
• La protection gazeuse défaillante : humidité, débit incorrect ou vent qui chasse le gaz exposent le bain à l'air et créent des porosités.
• Le métal d'apport humide : électrodes ou fils mal conservés apportent de l'hydrogène, à l'origine de la fissuration à froid.
• Le geste et la technique de l'opérateur : angle, vitesse, oscillation, gestion des reprises et des arrêts d'arc.
• L'énergie de soudage inadaptée : un apport thermique trop faible ou trop fort modifie le comportement du bain et de la zone affectée.

Un défaut n'est jamais anodin. Selon sa nature, sa taille et sa position, il peut entraîner :

• Une amorce de fissuration : un caniveau ou une fissure existante concentre les contraintes et propage la rupture.
• Une rupture en service : une section affaiblie par un manque de pénétration peut céder sous charge.
• Une rupture par fatigue : sous sollicitations répétées, les défauts deviennent des points de départ de fissures de fatigue.
• Une fuite ou une perte d'étanchéité : porosités et manques de fusion débouchants compromettent l'étanchéité d'un réservoir ou d'une tuyauterie.
• Une non-conformité : si le défaut dépasse la limite du niveau de qualité exigé, l'ouvrage est non conforme, ce qui impose une reprise ou, à défaut, le rebut de la pièce.