Métaux.

ACIER.

L’acier est un alliage métallique constitué principalement de fer et de carbone (dans des proportions comprises entre 0,02 % et 2 % en masse pour le carbone)1.

C’est essentiellement la teneur en carbone qui confère à l’alliage les propriétés du métal qu’on appelle « acier ». Il existe d’autres métaux à base de fer qui ne sont pas des aciers comme les fontes et les ferroalliages par exemple

ALUMINIUM.

L’aluminium est un élément chimique, de symbole Al et de numéro atomique 13. C’est un métal pauvre, malléable, de couleur argent, qui est remarquable pour sa résistance à l’oxydation13 et sa faible densité. C’est le métal le plus abondant de l’écorce terrestre et le troisième élément le plus abondant après l’oxygène et lesilicium ; il représente en moyenne 8 % de la masse des matériaux de la surface solide de notre planète. L’aluminium est trop réactif pour exister à l’état natif dans le milieu naturel : on le trouve au contraire sous forme combinée dans plus de 270 minéraux différents, son minerai principal étant la bauxite, où il est présent sous forme d’oxyde hydraté dont on extrait l’alumine. Il peut aussi être extrait de la néphéline, de la leucite, de la sillimanite, de l’andalousite et de la muscovite.

INOX.

L’acier inoxydable, couramment appelé acier inox ou inox, a un grand rôle dans d’innombrables domaines : vie quotidienne, industries mécaniques, agroalimentaires, chimiques, transports, médecine, chirurgie, etc. C’est une famille d’aciers, alliages de fer et de carbone, auxquels on ajoute essentiellement du chrome qui, au-delà de 10,5 % en solution (selon la teneur en carbone) dans la matrice, provoque la formation d’une couche protectrice d’oxyde de chrome qui confère à ces aciers leur inoxydabilité.

Procédés.

A l'Arc.

repéré 111, sigle français SAEE et anglais SMAW. Procédé de soudage utilisant un générateur de courant et une électrode fusible.
Le soudage à l’arc est un procédé manuel qui utilise une électrode composée d’une âme en acier et d’un enrobage. Un arc jaillit entre l’extrémité de cette électrode et la pièce à souder. Cette arc fait fondre l’électrode et constitue donc le métal d’apport qui est lui-même protégé lors de sa fusion par la décomposition de l’enrobage qui forme un couche de protection, appelé laitier. La première électrode a été mise au point en 1907 par un suédois nommé KJELLBER. Son industrialisation remonte aux années 1920-1930. Une électrode est désignée par le diamètre de son âme métallique. (Régie par la norme NFA 81-301) Une électrode se définie par différents critères : nuance du métal à souder, épaisseur du métal à souder, position de soudage….

L’intensité de soudage pour ce procédé peut se calculer à l’aide de la formule suivante :
50 x D-1 : pour une électrode de 2.5 mm on aura donc 2.5-1=1.5 x50= 75 Ampères
Cette intensité peut varier de +-20% en fonction de la position de soudage et reste a l’appréciation du soudeur.
Ce procédé de soudage reste très abordable financièrement notamment avec les onduleurs mais reste difficile à maitriser et demande de la pratique.

Au MIG.

repéré 131 MIG, Métal Inerte Gaz ou 135 MAG, Métal Actif Gaz, sigle français SAGFE.
Procédé de soudage utilisant un générateur de courant, une électrode fusible et un gaz de protection (actif ou inerte). Procédé connu avant les années 1940 et industrialisé dans les années 1950.

Ce procédé est manuel mais peut facilement être automatisé ou robotisé.
Un arc éclate entre un fil nu fusible provenant d’une bobine entrainée par un moteur et la pièce à souder. L’arc, l’extrémité du fil et le bain de fusion sont protégés de l’air ambiant nocif à la qualité du soudage par un gaz inerte ou actif (qui joue un rôle dans la qualité de la soudure).

L’intensité est liée directement a la vitesse de dévidage du fil est définie le type de transfert donc la forme de la soudure face a son application. On distingue trois modes de transferts, le court circuit, la grosse goutte et la pulvérisation axiale.

On peut avec ce procédé de soudage aussi bien souder en tirant (meilleur pénétration) ou en poussant (meilleurs aspect et remplissage).
On utilise différent gaz en fonction de la nuance à souder, Argon, Co2 et mélange tel que argon/CO2.

Ce procédé nécessite déjà un plus gros investissement et demande des approvisionnements de gaz et de fil de soudage (bobine de 15kgs).Son utilisation peut paraitre très simple et facile à domestiquer mais attention obtenir une soudure de qualité, pénétration (et non collage) et aspect reste assez difficile et demande des notions de bases sur les réglages, les gaz et les métaux d’apports.

Au TIG.

repéré 141 TIG, Tungstène Inerte Gaz, sigle français GTAW.

Procédé de soudage utilisant un générateur de courant, une électrode non fusible et un gaz de protection (inerte). L’apport de métal est dans ce cas manuel sous la forme de tige de métal de différents diamètres et nuances. Brevet déposé en 1924 par DEVERS et HOBART, industrialisé aux USA pendant la dernière guerre et en France dans les années 1950.

Ce procédé est manuel mais peut facilement être automatisé ou robotisé. Un arc éclate entre une électrode non fusible en tungstène et la pièce à souder. L’arc et le bain de fusion sont protégés de l’air ambiant nocif à la qualité du soudage par un gaz inerte. Cette électrode peut être en tungstène pur (couleur verte sur le haut de celle-ci) destiné au soudage des aluminiums ou alors allié à l’oxyde de thorium (couleur rouge pour les 2%, jaune pour les 1% et bleu pour les 0.5%) destiné au soudage des aciers au carbone, manganèse ou inoxydables.

Pour ces aciers l’électrode doit être affutée en pointe et de manière a ce que les stries liées à l’affutage restent longitudinales et évitent ainsi tout arc parasite (arc tournant). Le tungstène est un acier réfractaire à haut point de fusion (supérieur a 3000°). Le gaz utilisé est de l’argon.

Ce procédé est surtout utilisé pour le soudage d’acier inoxydable, il demande une grande pratique est reste difficile a maitriser. Les bains de fusion sont relativement petits et l’apport de métal manuel nécessite une coordination gestuelle importante et une grande concentration visuelle afin d’obtenir une soudure régulière et de qualité.

Pour conclure, le procédé de soudage à l’arc reste encore utilisé est notamment en chantier mais en atelier il a laissé sa place aux postes MIG. Le poste TIG lui reste dédié aux soudages des inoxydables et aluminiums mais demande une formation spécifique plus poussée. La soudure a l’arc comme le MIG ou MAG permette bien sur aussi de souder les inox ou les aluminiums avec des électrodes ou du fil et gaz spécifiques. Il existe bien sûr d’autres procédés de soudages utilisés dans l’industrie plus lourde (chaudronnerie, construction naval, …) ou plus spécifique (aéronautique, alimentaire,…).

Protection des Métaux.

Galvanisation.

La galvanisation est l’action de recouvrir une pièce d’une couche de zinc dans le but de la protéger contre la corrosion. Le traitement est dit anticorrosif. Le vocable vient du nom de l’inventeur Luigi Galvani (1737-1798), physicien italien ayant découvert le galvanisme.

La galvanisation à chaud, ou plus exactement la « galvanisation à chaud au trempé », est une technique de l’industrie de la métallurgie qui est utilisée pour protéger contre la corrosion une pièce d’acier à l’aide de zinc. Ce procédé donne au revêtement protecteur de l’adhérence, de l’imperméabilité, et de la résistance mécanique. Une pièce traitée par la galvanisation est dite galvanisée.

L’application d’un revêtement de zinc par galvanisation ne se résume pas à l’immersion d’une pièce en acier dans un bain de zinc fondu. La galvanisation de produits finis se déroule en effet par étapes.

Metallisation.

Dans une flamme oxyacétylénique ou oxypropane, et dans l’axe de celle-ci, on fait passer à une vitesse déterminée, un fil de diamètre constant de façon telle que le métal fonde au fur et à mesure en fines gouttelettes. Celles-ci sont au même moment reprises par un violent jet d’air qui les dirige vers la surface à revêtir, préalablement grenaillée. Ces gouttelettes encore en fusion ainsi projetées sur le subjectile s’y juxtaposent, se soudent et se solidifient pour former une couche protectrice de l’épaisseur désirée, en général de 60 à 160 microns et parfois plus.

Thermolaquage.

Le thermolaquage est une technique de revêtement et de protection des métaux ferreux et non ferreux. Il s’applique sur toutes les pièces métalliques en acier noir, galvanisé, électro-zingué ou aluminium brut, anodisé ou déjà laqué, en cabine ventilée. Il consiste à déposer par effet électrostatique des peintures poudre qui polymérisent à 200°. Les particules de poudre sont chargées d’électricité statique et sont attirées vers la pièce à peindre comme si elles étaient aimantées. Cette technique permet d’obtenir un effet de contournement ainsi qu’une très bonne pénétration de la poudre dans les moindres recoins des pièces.