Chapter VI

Procédé SMAW

Metierium study guide with diagrams.

Chapitre 6 : Procédé SMAW (Soudage à l'Arc avec Électrode Enrobée)

Cette partie présente le SMAW comme un procédé robuste mais exigeant : la protection vient de l'enrobage, la qualité dépend du geste du soudeur et la conformité repose sur l'application stricte du mode opératoire qualifié. La lecture des sous-sections doit relier Introduction au procédé SMAW, Principes fondamentaux du SMAW et Le circuit de soudage à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

Objectifs d'apprentissage

À la fin de ce chapitre, tu seras capable de :

Comprendre les principes fondamentaux du procédé SMAW et son fonctionnement
Identifier et sélectionner les équipements appropriés pour le soudage à l'électrode enrobée
Choisir le type d'électrode en fonction du matériau de base et de la position de soudage
Maîtriser les techniques de base pour réaliser des soudures de qualité
Appliquer les paramètres de soudage (ampérage, polarité, vitesse) selon les exigences
Connaître les normes de sécurité et les bonnes pratiques du métier
Préparer adéquatement les joints avant le soudage
Diagnostiquer et corriger les défauts de soudure courants
Te préparer efficacement pour l'examen de certification de la CCQ

Introduction au procédé SMAW

PolarityPenetrationApplicationCC+ (électrode positive)Pénétration profondeNorme SMAW, E7018CC- (électrode négative)Pénétration peu profondeTôle minceACPénétration moyenneE6011, E6013

Le procédé SMAW, qui signifie en anglais Shielded Metal Arc Welding, est ce qu'on appelle communément le soudage à l'arc avec électrode enrobée, ou plus simplement le soudage à l'électrode. C'est sans doute le procédé de soudage le plus répandu et le plus polyvalent dans l'industrie de la construction au Québec. Que tu travailles sur des structures d'acier, des pipelines, des équipements lourds ou des réparations générales, tu vas utiliser ce procédé à maintes reprises.

Le principe de base est relativement simple : un arc électrique est créé entre une électrode consommable (la baguette) et la pièce à souder. La chaleur intense de l'arc fait fondre à la fois l'électrode et le métal de base, formant ainsi un bain de fusion qui, en refroidissant, devient une soudure solide. L'enrobage de l'électrode joue un rôle crucial : il fond lui aussi pour créer un gaz protecteur qui empêche l'oxygène et l'azote de l'air de contaminer le métal en fusion, et il forme une couche de laitier qui protège la soudure pendant son refroidissement.

Ce procédé est apprécié pour sa simplicité d'équipement, sa portabilité et sa capacité à fonctionner même dans des conditions difficiles, comme à l'extérieur avec du vent. Par contre, il demande de la pratique pour maîtriser la manipulation de l'électrode et produire des soudures de qualité constante.

Section 1 : Principes fondamentaux du SMAW

Cette partie présente le SMAW comme un procédé robuste mais exigeant : la protection vient de l'enrobage, la qualité dépend du geste du soudeur et la conformité repose sur l'application stricte du mode opératoire qualifié. La lecture des sous-sections doit relier Le circuit de soudage, La polarité en soudage et L'arc électrique et ses caractéristiques à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

1.1 Le circuit de soudage

Pour bien comprendre le SMAW, il faut d'abord saisir le fonctionnement du circuit électrique de soudage. Le circuit est composé des éléments suivants :

La source de courant (la soudeuse) : elle fournit l'énergie électrique nécessaire. En SMAW, on utilise généralement du courant continu (DC) ou du courant alternatif (AC), selon le type d'électrode et l'application.
Le câble de masse : il relie la pièce à souder à la source de courant. Il est muni d'une pince de masse qui doit être solidement fixée à la pièce, sur une surface propre et dénudée.
Le porte-électrode : il tient l'électrode et la relie au circuit. Il est isolé électriquement pour protéger le soudeur.
L'électrode : elle est à la fois le conducteur qui transporte le courant et le métal d'apport qui va former la soudure.
La pièce à souder : elle fait partie du circuit électrique et reçoit le métal fondu.

Quand tu appuies l'électrode contre la pièce, tu fermes le circuit. En soulevant légèrement l'électrode, tu crées un arc électrique. La chaleur de l'arc, qui peut atteindre des températures de 3000 à 5000 degrés Celsius, fait fondre l'électrode et le métal de base.

1.2 La polarité en soudage

La polarité est un concept fondamental en SMAW. Elle détermine la direction du flux d'électrons et influence la pénétration, la vitesse de dépôt et la stabilité de l'arc. Il existe deux types de polarité en courant continu :

Polarité directe (DCEN - Direct Current Electrode Negative) : Dans ce cas, l'électrode est branchée au négatif (-) et la pièce au positif (+). Les électrons vont de l'électrode vers la pièce. Cette configuration produit :

Une pénétration moins profonde
Un taux de dépôt plus élevé
Moins de chaleur à l'électrode, ce qui permet d'utiliser des ampérages plus élevés sans surchauffer l'électrode
Idéal pour les électrodes cellulosiques et certaines applications de tôles minces

Polarité inversée (DCEP - Direct Current Electrode Positive) : Ici, l'électrode est branchée au positif (+) et la pièce au négatif (-). Les électrons vont de la pièce vers l'électrode. Cette configuration produit :

Une pénétration plus profonde
Un taux de dépôt plus faible
Plus de chaleur à l'électrode, ce qui peut causer une surchauffe si l'ampérage est trop élevé
Idéal pour la plupart des électrodes basiques et pour les soudures en position verticale ou plafond

Courant alternatif (AC) : Avec le courant alternatif, la polarité change constamment, environ 60 fois par seconde. Cela donne un compromis entre les deux polarités. Le courant alternatif est principalement utilisé avec les électrodes rutiles et pour réduire le soufflage d'arc (arc blow) dans certaines situations.

1.3 L'arc électrique et ses caractéristiques

Procédé SMAW — arc électrique, bain de fusion et enrobage (animation) Procédé SMAW — Soudage à l'arc avec électrode enrobée Pièce 1 Pièce 2 Bain de fusion Arc (~6000°C) Enrobage (fond → gaz + laitier) Âme Gaz de protection Source (soudeuse) CC/CA Câble porte-électrode (+) Câble de masse (−) Laitier solidifié L'enrobage fond → génère un gaz protecteur + un laitier qui protègent le métal en fusion de l'oxydation L'électrode se consomme : le soudeur doit maintenir une longueur d'arc constante (~2-3 mm)

L'arc électrique est un phénomène complexe. Quand tu sépares l'électrode de la pièce, le courant ionise l'air entre les deux, créant un plasma conducteur. Ce plasma émet une lumière intense et une chaleur extrême.

La longueur de l'arc est critique. Un arc trop long produit :

Plus de projections (spatter)
Une soudure plus large et moins pénétrante
Une instabilité de l'arc
Une contamination possible par l'air ambiant

Un arc trop court produit :

Un risque de collage de l'électrode
Une pénétration excessive dans certains cas
Un aspect irrégulier du cordon

La longueur d'arc idéale est généralement égale au diamètre de l'électrode. Par exemple, pour une électrode de 3/32 de pouce (2,4 mm), l'arc devrait mesurer environ 3/32 de pouce. C'est une règle de base que tu dois mémoriser.

1.4 Le rôle de l'enrobage

L'enrobage de l'électrode n'est pas juste un revêtement décoratif. Il remplit plusieurs fonctions essentielles :

Protection gazeuse : En fondant, l'enrobage produit des gaz (dioxyde de carbone, hydrogène, etc.) qui forment un bouclier autour du bain de fusion, empêchant l'oxygène et l'azote de l'air de réagir avec le métal chaud.
Formation de laitier : Les composants minéraux de l'enrobage fondent et flottent à la surface du bain de fusion, formant une couche de laitier qui protège la soudure pendant son refroidissement et améliore la forme du cordon.
Stabilisation de l'arc : Certains éléments dans l'enrobage facilitent l'ionisation de l'arc, le rendant plus stable et plus facile à maintenir.
Désoxydation et purification : L'enrobage contient des éléments qui réagissent avec les impuretés du métal fondu (soufre, phosphore) et les éliminent dans le laitier.
Ajout d'éléments d'alliage : Certains enrobages contiennent des poudres métalliques qui enrichissent le métal déposé et améliorent ses propriétés mécaniques.

Le type d'enrobage détermine en grande partie les caractéristiques de l'électrode et son utilisation. Nous verrons les différents types dans la section suivante.

Section 2 : Équipement et matériel

Cette partie décrit l'équipement SMAW comme une chaîne électrique complète : source de courant, câbles, masse, porte-électrode et ÉPI doivent être compatibles avec l'intensité, la polarité et les conditions de chantier. La lecture des sous-sections doit relier La source de courant (la soudeuse), Les câbles et connexions et Le porte-électrode à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

2.1 La source de courant (la soudeuse)

Au Québec, dans le domaine de la construction, tu rencontreras principalement deux types de sources de courant pour le SMAW :

Les soudeuses à transformateur (AC) : Ces machines sont plus simples et moins coûteuses. Elles fonctionnent sur le courant alternatif du réseau (208, 240 ou 480 volts) et produisent un courant de soudage alternatif. Leur poids est généralement plus élevé que les modèles à onduleur. Elles sont robustes et fiables, mais leur arc est moins stable que celui des machines à courant continu.

Les soudeuses à redresseur (DC) : Ces machines convertissent le courant alternatif en courant continu. Elles offrent un arc plus stable, particulièrement important pour les électrodes basiques. Elles sont plus polyvalentes car elles permettent de choisir entre DCEN et DCEP.

Les soudeuses à onduleur (inverter) : De plus en plus populaires, ces machines sont légères, compactes et très efficaces. Elles utilisent une électronique de puissance pour convertir et réguler le courant. Elles offrent un contrôle précis des paramètres de soudage et une excellente stabilité d'arc. Leur poids réduit (souvent moins de 15 kg) les rend idéales pour les chantiers.

Les groupes électrogènes de soudage : Sur les grands chantiers ou dans les régions éloignées, on utilise souvent des groupes électrogènes qui combinent un moteur diesel ou essence avec une génératrice de soudage. Ces machines peuvent fournir à la fois du courant alternatif et continu.

2.2 Les câbles et connexions

Les câbles de soudage sont spécialement conçus pour transporter des courants élevés (de 100 à 600 ampères) avec une chute de tension minimale. Voici ce que tu dois savoir :

Câble d'électrode : Relie la soudeuse au porte-électrode. Sa longueur ne devrait pas dépasser 15 mètres pour éviter les pertes de tension.
Câble de masse : Relie la soudeuse à la pièce. Il doit être de même section que le câble d'électrode.
Section des câbles : Pour du travail courant, on utilise des câbles de calibre 2/0 ou 4/0 AWG. Plus le câble est long, plus la section doit être grosse.
Connecteurs : Les connecteurs doivent être en bon état, propres et bien serrés. Des connexions desserrées ou corrodées créent des résistances qui réduisent l'efficacité et peuvent causer des échauffements.

2.3 Le porte-électrode

Le porte-électrode, aussi appelé « pince à souder », est un outil essentiel. Il doit :

Assurer un bon contact électrique avec l'électrode
Permettre un changement rapide d'électrode
Être bien isolé pour protéger le soudeur des chocs électriques
Être confortable à tenir pendant de longues périodes

Il existe plusieurs modèles :

Porte-électrode à pince : Le plus courant, avec une mâchoire qui serre l'électrode. Convient pour la plupart des travaux.
Porte-électrode à pistolet : Plus ergonomique, avec une gâchette qui libère l'électrode. Utilisé pour les travaux en hauteur ou en positions difficiles.
Porte-électrode pour courant élevé : Plus lourd, conçu pour des ampérages de 400 A et plus.

2.4 L'équipement de protection individuelle (ÉPI)

La sécurité n'est jamais négociable en soudage. Tu dois porter l'équipement suivant :

Casque de soudage : Muni d'un verre filtrant de teinte appropriée (généralement #10 à #13 pour le SMAW). Les casques à obscurcissement automatique sont très pratiques car ils s'ajustent automatiquement à la luminosité de l'arc.

Gants de soudage : En cuir épais, avec manchettes longues pour protéger les poignets et les avant-bras. Ils doivent être secs et en bon état.

Vêtements de protection : Veste ou tablier en cuir ou en tissu ignifugé. Les manches longues sont obligatoires. Évite les vêtements synthétiques qui peuvent fondre sur la peau.

Lunettes de sécurité : À porter sous le casque pour protéger tes yeux des projections quand tu lèves le casque.

Protection auditive : Le bruit de l'arc peut atteindre des niveaux nocifs, surtout dans les espaces confinés.

Respirateur : Si tu travailles dans un espace confiné ou avec des métaux qui dégagent des fumées toxiques (acier galvanisé, acier inoxydable, etc.).

Bottes de sécurité : Avec embout d'acier et semelle résistante à la chaleur.

2.5 Les accessoires complémentaires

Marteau à laitier : Pour enlever le laitier après le soudage. Il a une pointe d'un côté et un burin plat de l'autre.
Brosse métallique : Pour nettoyer la soudure et enlever les impuretés avant les passes suivantes.
Meuleuse d'angle : Pour préparer les joints, enlever les défauts et faire des réparations.
Pince à souder : Pour tenir les pièces en position pendant le soudage.
Aimants de soudage : Pour maintenir les pièces à angle droit.
Craie ou marqueur : Pour tracer les lignes de coupe et les repères.

Section 3 : Les électrodes enrobées

Cette partie relie le choix de l'électrode SMAW au travail demandé : classification AWS, type d'enrobage, polarité, hydrogène diffusible et conditions de stockage déterminent pénétration, position de soudage et conformité des assemblages certifiés. La lecture des sous-sections doit relier Le système de classification AWS, Les principales électrodes utilisées au Québec et E6010 et E6011 à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

3.1 Le système de classification AWS

Au Canada et au Québec, on utilise principalement le système de classification de l'American Welding Society (AWS) pour les électrodes. Ce système est repris par la norme CSA W48. Une électrode est identifiée par un code du type E7018. Voici comment décoder ce code :

La lettre E : Signifie Électrode.

Les deux premiers chiffres : Indiquent la résistance à la traction minimale du métal déposé, en milliers de livres par pouce carré (ksi). Par exemple :

E60xx : 60 000 psi
E70xx : 70 000 psi
E80xx : 80 000 psi
E110xx : 110 000 psi

Le troisième chiffre : Indique la position de soudage pour laquelle l'électrode est conçue :

1 : Toutes positions (à plat, horizontal, vertical montant, plafond)
2 : Positions à plat et horizontal seulement
3 : Position à plat seulement

Le dernier chiffre : Indique le type d'enrobage et la polarité recommandée. C'est un élément crucial pour choisir la bonne électrode :

0 : Enrobage cellulosique (DCEN ou DCEP selon les cas)
1 : Enrobage rutile (AC ou DCEP)
2 : Enrobage acide (AC ou DCEN)
3 : Enrobage basique (AC ou DCEP)
4 : Enrobage rutile avec poudre de fer (AC ou DCEP)
5 : Enrobage basique à faible teneur en hydrogène (DCEP)
6 : Enrobage basique à faible teneur en hydrogène (AC ou DCEP)
7 : Enrobage rutile avec poudre de fer (AC ou DCEP)
8 : Enrobage basique à faible teneur en hydrogène avec poudre de fer (AC ou DCEP)

3.2 Les principales électrodes utilisées au Québec

Cette partie relie le choix de l'électrode SMAW au travail demandé : classification AWS, type d'enrobage, polarité, hydrogène diffusible et conditions de stockage déterminent pénétration, position de soudage et conformité des assemblages certifiés. La lecture des sous-sections doit relier E6010 et E6011, E7018 et E7024 à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

E6010 et E6011

Caractéristiques :

Enrobage cellulosique
Pénétration très profonde (arc « fouillant »)
Laitier mince et facile à enlever
Arc très stable, même avec des variations de longueur d'arc
Fonctionne bien sur les surfaces rouillées ou sales

Utilisations :

Soudage de pipelines
Première passe sur les joints à pénétration complète
Soudage en toutes positions
Réparations sur le terrain

Polarité : E6010 en DCEP, E6011 en AC ou DCEP

Conseil pratique : L'E6010 est l'électrode de choix pour les passes de racine. Son arc puissant pénètre bien même à travers un léger jeu. Par contre, elle produit beaucoup de projections.

E7018

Caractéristiques :

Enrobage basique à faible teneur en hydrogène
Pénétration modérée
Laitier épais qui se détache facilement
Excellent aspect du cordon
Propriétés mécaniques élevées (résistance, ténacité)
Faible teneur en hydrogène, ce qui réduit le risque de fissuration

Utilisations :

Soudage de structures en acier au carbone
Soudage d'aciers à haute résistance
Soudage de pièces épaisses
Toutes les positions (vertical montant, plafond)

Polarité : DCEP de préférence, AC possible

Conseil pratique : L'E7018 est l'électrode la plus utilisée dans la construction au Québec. Elle est sensible à l'humidité : elle doit être conservée dans un four à électrodes à 120-150°C et utilisée dans les 4 heures après sa sortie du four. Si elle absorbe de l'humidité, elle peut causer des fissures par hydrogène.

E7024

Caractéristiques :

Enrobage rutile avec poudre de fer
Taux de dépôt très élevé (poudre de fer dans l'enrobage)
Pénétration faible à modérée
Laitier facile à enlever
Très bonne apparence du cordon

Utilisations :

Soudage à plat et horizontal seulement
Soudage de tôles épaisses en position à plat
Applications où la productivité est importante

Polarité : AC ou DCEP

Conseil pratique : Cette électrode est idéale pour les longues soudures à plat où tu veux déposer beaucoup de métal rapidement. Elle ne convient pas pour les positions verticales ou plafond.

E7014

Caractéristiques :

Enrobage rutile avec poudre de fer
Pénétration modérée
Arc doux et stable
Bon aspect du cordon
Convient pour les soudeurs débutants

Utilisations :

Soudage général en atelier
Tôles minces à moyennes
Toutes positions (mais moins performant que E7018 en vertical)

Polarité : AC ou DCEP

3.3 Le stockage et la manipulation des électrodes

Les électrodes sont sensibles à l'humidité. Une électrode humide peut causer :

Des fissures par hydrogène
Des porosités dans la soudure
Un arc instable
Des projections excessives

Règles de stockage :

Conserve les électrodes dans leur emballage d'origine, fermé hermétiquement
Entrepose-les dans un endroit sec et chauffé
Pour les électrodes basiques (E7018, E8018), utilise un four à électrodes maintenu à 120-150°C
Les électrodes rutiles (E6013, E7024) peuvent être stockées à température ambiante si l'humidité relative est inférieure à 60%

Temps d'exposition à l'air libre :

E7018 : maximum 4 heures (dans des conditions normales)
E6010 : jusqu'à 8 heures
E7024 : jusqu'à 10 heures

Si les électrodes ont été exposées trop longtemps, elles doivent être séchées au four selon les recommandations du fabricant (généralement 1 heure à 300-400°C pour les basiques).

3.4 Le choix du diamètre d'électrode

Le diamètre de l'électrode influence la pénétration, le taux de dépôt et la facilité d'utilisation. Les diamètres les plus courants sont :

1/16 po (1,6 mm) : Pour tôles très minces (moins de 3 mm), réparations fines
5/64 po (2,0 mm) : Pour tôles minces (3-6 mm), travail en position difficile
3/32 po (2,4 mm) : Usage général, tôles de 3 à 10 mm, toutes positions
1/8 po (3,2 mm) : Usage général, tôles de 6 à 20 mm
5/32 po (4,0 mm) : Pour tôles épaisses (plus de 12 mm), position à plat
3/16 po (4,8 mm) : Pour très fortes épaisseurs, position à plat seulement

Règle générale : Plus le diamètre est gros, plus l'ampérage doit être élevé et plus la pénétration est profonde. Pour les positions verticales et plafond, on utilise généralement des électrodes de 3/32 po ou 1/8 po.

Section 4 : Paramètres de soudage

Cette partie encadre les paramètres SMAW comme un équilibre entre ampérage, longueur d'arc, vitesse et angle d'électrode : un réglage correct stabilise le bain, limite les inclusions de laitier et assure la pénétration exigée par le mode opératoire. La lecture des sous-sections doit relier L'ampérage, La tension d'arc et La vitesse de déplacement à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

4.1 L'ampérage

L'ampérage est le paramètre le plus important en SMAW. Il détermine la chaleur de l'arc et donc la pénétration, le taux de dépôt et la fluidité du bain de fusion.

Comment déterminer le bon ampérage ?

Chaque fabricant d'électrodes fournit une plage d'ampérage recommandée pour chaque diamètre. Voici des valeurs typiques pour les électrodes courantes :

DiameterCurrent (A)1/16 (1.6mm)25-505/64 (2.0mm)40-803/32 (2.4mm)60-1101/8 (3.2 mm)90-1405/32 (4.0mm)130-1803/16 (4.8mm)180-240

Signes d'un ampérage trop élevé :

L'électrode devient rouge très rapidement
Le bain de fusion est trop fluide et coule
Projections excessives
Pénétration trop profonde (risque de brûlure)
Cratère profond à la fin de la soudure

Signes d'un ampérage trop faible :

L'arc est difficile à amorcer
L'électrode colle à la pièce
Le bain de fusion est pâteux et ne s'étale pas
Le cordon est bombé et étroit
Laitier difficile à enlever

Conseil pratique : Commence toujours par le milieu de la plage recommandée et ajuste selon l'aspect de la soudure. Sur un chantier, les soudeurs expérimentés règlent l'ampérage à l'oreille : un arc qui crépite régulièrement est un bon signe.

4.2 La tension d'arc

En SMAW, la tension d'arc n'est pas réglée directement sur la plupart des machines (sauf sur les soudeuses à onduleur). Elle est déterminée par la longueur de l'arc que tu maintiens. Une tension typique se situe entre 20 et 30 volts.

Arc court : tension plus basse (18-22 V), pénétration plus profonde
Arc long : tension plus élevée (25-30 V), cordon plus large, plus de projections

4.3 La vitesse de déplacement

La vitesse à laquelle tu déplaces l'électrode le long du joint influence directement la largeur et l'épaisseur du cordon.

Vitesse trop lente :

Cordon large et bombé
Accumulation excessive de métal
Risque de brûlure sur les tôles minces
Laitier difficile à enlever

Vitesse trop rapide :

Cordon étroit et mince
Pénétration insuffisante
Risque de manque de fusion
Cordon irrégulier

Vitesse idéale : Le bain de fusion doit être environ 2 à 3 fois plus large que le diamètre de l'électrode. La vitesse doit être constante et régulière.

4.4 L'angle de l'électrode

L'angle de l'électrode par rapport à la pièce influence la forme du cordon et la pénétration.

Angle de travail : L'angle entre l'électrode et la pièce dans le plan perpendiculaire à la direction de soudage. Pour la plupart des soudures, cet angle est de 90 degrés (électrode perpendiculaire à la pièce). Pour les joints d'angle, il est généralement de 45 degrés.

Angle de déplacement : L'angle entre l'électrode et la direction de soudage. On distingue :

Angle poussé (push angle) : L'électrode est inclinée dans la direction du déplacement (10-20 degrés). Donne un cordon plus large et moins pénétrant.
Angle tiré (drag angle) : L'électrode est inclinée dans la direction opposée au déplacement (10-20 degrés). Donne un cordon plus étroit et plus pénétrant.
Angle droit : L'électrode est perpendiculaire à la pièce. Utilisé pour les passes de racine et les positions difficiles.

Conseil pratique : Pour les passes de racine, utilise un angle tiré de 10-15 degrés pour maximiser la pénétration. Pour les passes de remplissage, un angle poussé de 5-10 degrés donne un meilleur aspect.

4.5 La technique de manipulation

La manipulation de l'électrode ne se limite pas à un simple déplacement linéaire. Pour obtenir une bonne soudure, tu dois maîtriser différents mouvements :

Le mouvement en ligne droite : Simple et efficace pour les passes de racine et les tôles minces. L'électrode est déplacée directement le long du joint sans mouvement latéral.

Le mouvement en zigzag : L'électrode oscille d'un côté à l'autre du joint. Utilisé pour les passes de remplissage et les joints larges. L'amplitude de l'oscillation doit être limitée à 2-3 fois le diamètre de l'électrode.

Le mouvement en cercle : L'électrode décrit de petits cercles. Utile pour contrôler le bain de fusion en position verticale.

Le mouvement en demi-lune : L'électrode décrit des arcs de cercle. Utilisé en position verticale montante pour déposer le métal de façon contrôlée.

Le mouvement en triangle : L'électrode décrit des triangles. Utilisé pour les soudures d'angle en position verticale.

Le mouvement en fouet (whip) : L'électrode est avancée puis retirée rapidement. Utilisé avec les électrodes cellulosiques (E6010) pour contrôler le bain de fusion et éviter les coulures en position verticale.

Section 5 : Techniques de soudage par position

Cette partie adapte la technique SMAW aux positions 1G à 4G et 1F à 4F : contrôle du bain, manipulation, séquence de passes et nettoyage entre passes deviennent plus critiques dès que la gravité travaille contre le cordon. La lecture des sous-sections doit relier Soudage à plat (position 1G ou 1F), Soudage horizontal (position 2G ou 2F) et Soudage vertical montant (position 3G ou 3F) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

5.1 Soudage à plat (position 1G ou 1F)

C'est la position la plus facile et la plus productive. Le bain de fusion reste dans le joint sans couler.

Technique :

Utilise l'ampérage le plus élevé de la plage recommandée
Angle de travail : 90 degrés
Angle de déplacement : 10-15 degrés tiré
Vitesse de déplacement modérée
Mouvement en ligne droite ou léger zigzag pour les joints larges

Conseil : Profite de cette position pour maximiser le taux de dépôt. Utilise des électrodes de gros diamètre (1/8 po ou 5/32 po) et des ampérages élevés.

5.2 Soudage horizontal (position 2G ou 2F)

Le joint est vertical mais la soudure est réalisée horizontalement. Le bain de fusion a tendance à couler vers le bas.

Technique :

Réduis l'ampérage de 10-15% par rapport à la position à plat
Angle de travail : 80-90 degrés (légèrement incliné vers le haut)
Angle de déplacement : 5-10 degrés poussé
Vitesse de déplacement plus rapide
Mouvement en zigzag avec une pause sur le bord supérieur du joint

Conseil : Pour les soudures d'angle horizontales, incline l'électrode à 45 degrés par rapport aux deux pièces. Fais une petite pause sur la pièce verticale pour assurer une bonne fusion.

5.3 Soudage vertical montant (position 3G ou 3F)

C'est la position la plus exigeante. Le bain de fusion doit être contrôlé pour éviter qu'il ne coule vers le bas.

Technique :

Réduis l'ampérage de 20-25% par rapport à la position à plat
Angle de travail : 90 degrés
Angle de déplacement : 5-15 degrés poussé vers le haut
Utilise un mouvement en demi-lune ou en triangle
Fais une pause sur les bords pour laisser le bain refroidir
Avance rapidement au centre du joint

Mouvement en demi-lune :

291.Dépose une petite quantité de métal sur le bord gauche
292.Déplace-toi rapidement au centre
293.Dépose une petite quantité sur le bord droit
294.Remonte légèrement et répète

Mouvement en triangle (pour joints d'angle) :

296.Dépose du métal sur la pièce verticale
297.Descends en diagonale vers la pièce horizontale
298.Remonte en diagonale vers la pièce verticale
299.Répète en remontant

Conseil : La clé du soudage vertical montant est la patience. Ne te presse pas. Laisse le bain de fusion se solidifier entre chaque mouvement. Si le bain devient trop gros, arrête-toi un instant.

5.4 Soudage plafond (position 4G ou 4F)

Le bain de fusion est maintenu en place par la tension superficielle et la pression de l'arc. C'est une position fatigante qui demande de la pratique.

Technique :

Réduis l'ampérage de 25-30% par rapport à la position à plat
Utilise des électrodes de petit diamètre (3/32 po ou 1/8 po)
Angle de travail : 90 degrés
Angle de déplacement : 5-10 degrés poussé
Arc court pour mieux contrôler le bain
Mouvement en ligne droite ou en zigzag serré
Vitesse de déplacement constante et assez rapide

Conseil : Porte des vêtements de protection complets, y compris un chapeau de soudage, car les projections tombent vers le bas. Garde l'arc le plus court possible sans coller l'électrode.

5.5 Soudage vertical descendant

Cette technique est utilisée principalement avec les électrodes cellulosiques (E6010) pour les passes de racine sur les pipelines.

Technique :

Ampérage plus élevé qu'en vertical montant
Angle de déplacement : 15-20 degrés poussé vers le bas
Mouvement en ligne droite ou léger zigzag
Vitesse de déplacement rapide
Arc court

Conseil : Le soudage vertical descendant est plus rapide que le montant mais donne une pénétration moins profonde. Il est réservé aux applications spécifiques comme les pipelines.

Section 6 : Préparation des joints

Cette partie relie la préparation du joint au résultat SMAW : chanfrein, talon, jeu de racine, bridage et propreté conditionnent la pénétration, la déformation et la capacité de réussir l'inspection visuelle ou volumétrique. La lecture des sous-sections doit relier Les types de joints, Les préparations de chanfrein et Le jeu de racine et le talon à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

6.1 Les types de joints

En SMAW, tu rencontreras principalement ces types de joints :

Joint bout à bout : Les deux pièces sont alignées dans le même plan. Utilisé pour assembler des tôles ou des plaques.

Joint en T : Une pièce est perpendiculaire à l'autre. Utilisé pour les structures, les supports.

Joint d'angle : Les pièces forment un angle (généralement 90 degrés). Utilisé pour les cadres, les boîtes.

Joint à recouvrement : Une pièce chevauche l'autre. Utilisé pour les tôles minces.

Joint de bord : Les bords des pièces sont alignés et soudés ensemble. Utilisé pour les tôles très minces.

6.2 Les préparations de chanfrein

Pour les pièces épaisses, il faut préparer les bords pour assurer une pénétration complète. Les préparations courantes sont :

Chanfrein en V simple : Le plus courant. Angle de 60 degrés (30 degrés de chaque côté). Utilisé pour les tôles de 6 à 20 mm d'épaisseur.

Chanfrein en V double : Deux chanfreins, un de chaque côté. Utilisé pour les tôles de plus de 20 mm. Permet de réduire le volume de métal d'apport.

Chanfrein en U : Fond arrondi. Utilisé pour les très fortes épaisseurs (plus de 30 mm). Donne une meilleure répartition des contraintes.

Chanfrein en J : Un seul côté est chanfreiné. Utilisé pour les joints en T sur fortes épaisseurs.

6.3 Le jeu de racine et le talon

Jeu de racine (root gap) : L'espace entre les deux pièces au fond du joint. Il permet à l'électrode de pénétrer complètement. Pour la plupart des applications, le jeu de racine est de 1/8 à 3/16 de pouce (3 à 5 mm).

Talon (root face) : La partie non chanfreinée au fond du joint. Elle empêche le métal fondu de traverser complètement. Le talon mesure généralement 1/16 à 1/8 de pouce (1,5 à 3 mm).

Réglages typiques :

Pour un chanfrein en V de 60 degrés avec électrode E7018 : jeu de 3/32 po (2,4 mm), talon de 1/16 po (1,6 mm)
Pour un chanfrein en V avec électrode E6010 : jeu de 1/8 po (3,2 mm), talon de 1/16 po (1,6 mm)

6.4 Le nettoyage et le bridage

Avant de souder, tu dois nettoyer soigneusement la zone à souder :

Enlève la rouille, la peinture, l'huile et la graisse
Utilise une meuleuse pour enlever le calaminage (couche d'oxyde)
Brosse la surface avec une brosse métallique
Pour l'aluminium, utilise une brosse en acier inoxydable réservée à cet usage

Le bridage (clamping) maintient les pièces en position pendant le soudage. Utilise :

Des pinces à souder (clamps)
Des aimants de soudage
Des cales et des entretoises pour maintenir le jeu de racine
Des pointages (petites soudures temporaires) pour maintenir l'alignement

Section 7 : Défauts de soudure et correction

Cette partie analyse les défauts typiques du SMAW — fissures, porosité, manque de fusion, inclusions de laitier et sous-coupe — en partant des causes de procédé afin de corriger le geste, les paramètres ou la préparation plutôt que seulement meuler le symptôme. La lecture des sous-sections doit relier Les fissures, La porosité et Le manque de fusion à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

7.1 Les fissures

Les fissures sont les défauts les plus graves car elles compromettent l'intégrité structurale de la soudure.

Fissures à chaud : Apparaissent pendant le refroidissement, généralement au centre du cordon. Causes : contraintes élevées, métal de base trop rigide, vitesse de refroidissement trop rapide.

Fissures à froid : Apparaissent quelques heures après le soudage. Causes : hydrogène dans la soudure, contraintes résiduelles, métal de base durcissable.

Solutions :

Utilise des électrodes à faible teneur en hydrogène (E7018)
Préchauffe la pièce si nécessaire (pour les aciers épais ou à haute résistance)
Évite les contraintes excessives (bride correctement)
Contrôle la vitesse de refroidissement

7.2 La porosité

Les porosités sont des petits trous ou cavités dans la soudure, causés par des gaz emprisonnés.

Causes :

Électrode humide
Arc trop long
Courant d'air qui disperse le gaz protecteur
Surface sale (huile, peinture, rouille)
Vitesse de déplacement trop rapide

Solutions :

Utilise des électrodes sèches (sorties du four)
Garde un arc court
Protège la zone de soudage des courants d'air
Nettoie soigneusement la surface
Réduis la vitesse de déplacement

7.3 Le manque de fusion

Le métal d'apport ne fusionne pas complètement avec le métal de base ou avec la passe précédente.

Causes :

Ampérage trop faible
Angle d'électrode incorrect
Vitesse de déplacement trop rapide
Mauvaise préparation du joint (talon trop épais)
Laitier non enlevé entre les passes

Solutions :

Augmente l'ampérage
Ajuste l'angle de l'électrode
Ralentis la vitesse
Vérifie la préparation du joint
Nettoie soigneusement entre chaque passe

7.4 La pénétration insuffisante

Le métal fondu ne pénètre pas assez profondément dans le joint.

Causes :

Ampérage trop faible
Jeu de racine insuffisant
Talon trop épais
Vitesse trop rapide
Angle d'électrode incorrect

Solutions :

Augmente l'ampérage
Vérifie le jeu de racine (doit être de 1/8 à 3/16 po)
Réduis le talon
Ralentis la vitesse
Utilise un angle tiré pour les passes de racine

7.5 La pénétration excessive (brûlure)

Le métal fondu traverse complètement la pièce, créant un trou.

Causes :

Ampérage trop élevé
Jeu de racine trop grand
Talon trop mince
Vitesse trop lente

Solutions :

Réduis l'ampérage
Vérifie le jeu de racine
Augmente le talon
Accélère la vitesse

7.6 Les projections excessives (spatter)

Des gouttelettes de métal fondu sont projetées autour de la soudure.

Causes :

Ampérage trop élevé
Arc trop long
Électrode humide
Polarité incorrecte
Soufflage d'arc (arc blow)

Solutions :

Réduis l'ampérage
Raccourcis l'arc
Utilise des électrodes sèches
Vérifie la polarité
Change la position de la masse

7.7 Le soufflage d'arc (arc blow)

L'arc est dévié par des champs magnétiques, ce qui rend le contrôle difficile.

Causes :

Courant continu avec des champs magnétiques intenses
Masse placée trop loin ou mal positionnée
Soudage près des bords de la pièce

Solutions :

Utilise le courant alternatif (AC)
Déplace la pince de masse plus près de la soudure
Enroule le câble de masse autour de la pièce
Soude en direction opposée au soufflage

Section 8 : Contrôle qualité et inspection

Cette partie place l'inspection SMAW dans une logique de conformité : aspect du cordon, dimensions, nettoyage du laitier, défauts visibles et exigences CSA W59 doivent être vérifiés avant d'accepter ou de réparer une soudure. La lecture des sous-sections doit relier L'inspection visuelle, Les essais non destructifs (END) et Les critères d'acceptation selon les normes à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

8.1 L'inspection visuelle

C'est la première étape du contrôle qualité. Tu dois vérifier :

L'aspect du cordon : Régulier, sans cratères, sans cannelures
La largeur : Uniforme, environ 2-3 fois le diamètre de l'électrode
La hauteur : Légèrement bombé, sans excès
La pénétration : Visible sur les bords (pied de soudure)
L'absence de défauts : Fissures, porosités, manque de fusion
Le laitier : Facile à enlever, sans inclusions

8.2 Les essais non destructifs (END)

Pour les soudures critiques, on utilise des méthodes d'inspection plus poussées :

Ressuage : Un liquide pénétrant est appliqué sur la surface, puis un révélateur fait apparaître les fissures et les porosités ouvertes en surface.

Magnétoscopie : Un champ magnétique est appliqué, et des particules magnétiques révèlent les défauts de surface et de subsurface.

Ultrasons : Des ondes sonores traversent la soudure et détectent les défauts internes.

Radiographie : Des rayons X ou gamma traversent la soudure et créent une image sur un film, révélant les défauts internes.

8.3 Les critères d'acceptation selon les normes

Au Québec, les critères d'acceptation sont définis par des normes comme la CSA W59 (soudage des structures en acier) ou l'AWS D1.1 (soudage des structures en acier). Les critères incluent :

Dimensions du cordon : Largeur, hauteur, convexité
Pénétration : Pourcentage de pénétration requis
Défauts : Taille et nombre maximum de porosités, inclusions, fissures
Propriétés mécaniques : Résistance à la traction, dureté, résilience

Section 9 : Sécurité en soudage SMAW

Cette partie rappelle que le SMAW expose fortement aux chocs électriques, projections, rayonnement et fumées : câbles intacts, porte-électrode isolé, ventilation et ÉPI complet doivent être vérifiés avant chaque amorçage. La lecture des sous-sections doit relier Les risques électriques, Les risques de brûlure et d'incendie et Les risques de fumées et de gaz à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

9.1 Les risques électriques

Le SMAW utilise des courants élevés (jusqu'à 600 A) qui peuvent être mortels.

Règles de sécurité :

Ne touche jamais l'électrode et la pièce en même temps
Porte des gants secs et en bon état
Vérifie l'isolation des câbles
Ne travaille pas dans un environnement humide
Utilise un tapis isolant si tu travailles sur une surface conductrice
Débranche la machine avant de changer les câbles

9.2 Les risques de brûlure et d'incendie

L'arc électrique produit des températures extrêmes et des projections de métal fondu.

Précautions :

Porte des vêtements de protection ignifugés
Enlève tout matériau inflammable de la zone de travail
Garde un extincteur à portée de main
Vérifie qu'il n'y a pas de fuites de gaz ou de liquides inflammables
Marque les pièces chaudes après le soudage

9.3 Les risques de fumées et de gaz

Les fumées de soudage contiennent des particules métalliques et des gaz toxiques.

Précautions :

Travaille dans un endroit bien ventilé
Utilise un système d'extraction des fumées à la source
Porte un respirateur si nécessaire
Évite de souder des métaux galvanisés, peints ou contenant du plomb sans protection adéquate
Ne soude pas dans des espaces confinés sans ventilation forcée

9.4 Les risques de rayonnement

L'arc émet des rayons ultraviolets (UV) et infrarouges (IR) qui peuvent endommager les yeux et la peau.

Précautions :

Utilise un casque de soudage avec un verre filtrant de teinte appropriée (#10 à #13)
Porte des vêtements qui couvrent toute la peau exposée
Installe des écrans de protection pour protéger les autres travailleurs
Ne regarde jamais l'arc sans protection, même brièvement

Section 10 : Préparation à l'examen de certification

Cette partie relie la préparation du joint au résultat SMAW : chanfrein, talon, jeu de racine, bridage et propreté conditionnent la pénétration, la déformation et la capacité de réussir l'inspection visuelle ou volumétrique. La lecture des sous-sections doit relier Structure de l'examen de la CCQ, Conseils pour la partie théorique et Conseils pour la partie pratique à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.

10.1 Structure de l'examen de la CCQ

L'examen de certification en soudage SMAW de la CCQ (Commission de la Construction du Québec) comporte deux parties :

Partie théorique : Questions à choix multiples sur les principes du soudage, les électrodes, les paramètres, la sécurité, les normes.

Partie pratique : Réalisation de soudures selon des critères précis, inspection visuelle et essais destructifs.

10.2 Conseils pour la partie théorique

Révise les classifications d'électrodes AWS (E6010, E7018, etc.)
Connais les plages d'ampérage pour chaque diamètre d'électrode
Maîtrise les positions de soudage (1G, 2G, 3G, 4G)
Comprends les principes de polarité (DCEN, DCEP, AC)
Connais les normes de sécurité (port des ÉPI, ventilation)
Étudie les défauts de soudure et leurs causes

10.3 Conseils pour la partie pratique

Prépare ton poste de travail : Vérifie l'équipement, nettoie la pièce, règle l'ampérage
Pratique les positions difficiles : Vertical montant et plafond
Sois méthodique : Suis la séquence de passes recommandée
Contrôle ton arc : Garde une longueur d'arc constante
Nettoie entre les passes : Enlève tout le laitier avec le marteau et la brosse
Inspecte ton travail : Vérifie l'aspect, la pénétration, l'absence de défauts
Gère ton temps : L'examen pratique a une durée limitée

10.4 Les erreurs courantes à éviter

Ampérage mal réglé (trop élevé ou trop faible)
Longueur d'arc inconstante
Angle d'électrode incorrect
Vitesse de déplacement irrégulière
Nettoyage insuffisant entre les passes
Mauvaise préparation du joint (jeu de racine, talon)

10.5 Conseils pour le jour de l'examen

Arrive à l'avance pour t'installer calmement
Vérifie tout ton équipement avant de commencer
Respire profondément et reste concentré
Ne panique pas si tu fais une erreur : corrige-la rapidement
Demande des éclaircissements si tu ne comprends pas une instruction
Relis tes soudures avant de les remettre

Résumé du chapitre

Le procédé SMAW (soudage à l'arc avec électrode enrobée) est un pilier du métier de soudeur dans la construction au Québec. Tu as appris dans ce chapitre les éléments essentiels pour maîtriser ce procédé :

536.Les principes fondamentaux : Le circuit de soudage, la polarité (DCEN, DCEP, AC), l'arc électrique et le rôle crucial de l'enrobage.
537.L'équipement : Les différents types de soudeuses (transformateur, redresseur, onduleur, groupe électrogène), les câbles, le porte-électrode et l'équipement de protection individuelle.
538.Les électrodes : Le système de classification AWS, les types d'électrodes courants (E6010, E7018, E7024), leur stockage et leur manipulation.
539.Les paramètres de soudage : L'ampérage, la tension, la vitesse de déplacement, l'angle de l'électrode et les techniques de manipulation.
540.Les techniques par position : Les particularités du soudage à plat, horizontal, vertical montant, vertical descendant et plafond.
541.La préparation des joints : Les types de joints, les préparations de chanfrein, le jeu de racine, le talon et le nettoyage.
542.Les défauts de soudure : Leurs causes et les solutions pour les corriger.
543.Le contrôle qualité : L'inspection visuelle, les essais non destructifs et les critères d'acceptation.
544.La sécurité : Les risques électriques, de brûlure, de fumées et de rayonnement.
545.La préparation à l'examen : Les conseils pour réussir la partie théorique et pratique de la certification CCQ.

Rappelle-toi que la maîtrise du SMAW demande de la pratique régulière. Chaque soudure est une occasion d'apprendre et de perfectionner ta technique. Les soudeurs expérimentés disent souvent : « On n'arrête jamais d'apprendre en soudage. » Garde cette mentalité et tu deviendras un excellent soudeur.

Bonne chance dans ta formation et dans ta carrière !

DéfautCauseSolutionPorosityArc trop long, courant trop faible, humiditéelectrodeRéduire l'arc, sécher les électrodesInclusion de laitierMauvais nettoyage entre les passesNettoyer soigneusement entrepassesManque depenetrationCourant trop faible, angle incorrectAugmenter le courantCraterArrêt brusque de l'arcRemplir le cratère avant de casserarcStickingCourant trop faible, arc trop courtAugmenter le courantProjections excessivesArc trop long, courant trop élevéRégler le courant/la longueur de l'arc

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