Chapitre 7 : Procédé GMAW/FCAW (Soudage à l'arc sous gaz métallique et avec fil fourré)
Cette partie situe les procédés GMAW et FCAW parmi les méthodes à fil continu : productivité élevée, choix du gaz ou du flux, contrôle du transfert et respect du mode opératoire déterminent la qualité finale. La lecture des sous-sections doit relier Introduction aux procédés GMAW et FCAW, Définition et principes de base et Évolution historique et importance industrielle 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 en mesure de :
Comprendre les principes fondamentaux des procédés GMAW et FCAW
Distinguer les modes de transfert métallique et leurs applications
Sélectionner les gaz de protection appropriés selon le matériel et l'application
Configurer et régler correctement un poste de soudage GMAW/FCAW
Identifier les paramètres de soudage critiques et leurs effets sur la qualité du joint
Appliquer les techniques de soudage dans différentes positions
Reconnaître et corriger les défauts de soudage courants
Préparer adéquatement le matériel et la pièce avant le soudage
Appliquer les mesures de sécurité spécifiques à ces procédés
Se préparer efficacement pour l'examen de certification
Section 1 : Introduction aux procédés GMAW et FCAW
1.1 Définition et principes de base
Le procédé GMAW (Gas Metal Arc Welding), aussi appelé soudage MIG (Metal Inert Gas) ou MAG (Metal Active Gas), est un procédé de soudage à l'arc qui utilise un fil-électrode continu consommable. Un gaz de protection est acheminé par la torche pour protéger le bain de fusion contre la contamination atmosphérique.
Le procédé FCAW (Flux-Cored Arc Welding), ou soudage avec fil fourré, est une variante où le fil contient un flux à l'intérieur. Ce flux peut générer son propre gaz de protection (FCAW-S) ou nécessiter un gaz de protection externe (FCAW-G).
Ces deux procédés sont parmi les plus utilisés dans l'industrie de la construction au Québec, notamment pour leur productivité élevée et leur polyvalence.
1.2 Évolution historique et importance industrielle
Le GMAW a été développé dans les années 1940 et 1950, principalement pour le soudage de l'aluminium et des métaux non ferreux. Au fil du temps, il s'est imposé comme un procédé incontournable dans :
La fabrication de structures métalliques
La construction navale
L'industrie automobile
La fabrication de réservoirs et de tuyauteries
La réparation et l'entretien d'équipements
Le FCAW a été introduit dans les années 1950 et 1960 pour répondre aux besoins de productivité accrue en extérieur. Il est particulièrement prisé au Québec pour le soudage sur les chantiers de construction, où le vent peut compromettre la protection gazeuse.
1.3 Avantages et limitations
Avantages du GMAW :
Taux de dépôt élevé
Pas de laitier à enlever (sauf avec fil fourré)
Soudage continu possible sans changement d'électrode
Bonne visibilité de l'arc
Adaptable à l'automatisation et à la robotique
Convient à une grande variété d'épaisseurs
Limitations du GMAW :
Sensible aux courants d'air (protection gazeuse)
Équipement plus complexe et coûteux
Moins pratique pour les positions verticales et plafond sans réglages spécifiques
Nécessite une surface propre et sans contaminants
Avantages du FCAW :
Taux de dépôt très élevé
Bonne pénétration
Tolérant aux surfaces légèrement contaminées
Fonctionne mieux en présence de courants d'air (FCAW-S)
Excellent pour les matériaux épais
Limitations du FCAW :
Laitier à enlever entre les passes
Fumées plus importantes
Moins adapté aux matériaux minces
Coût du fil généralement plus élevé
Section 2 : Équipement et composants
Cette partie détaille la cellule GMAW/FCAW comme un système continu : source de courant, dévidoir, torche, galets, gaine, gaz et fil doivent fonctionner ensemble pour maintenir un arc stable et un apport régulier. La lecture des sous-sections doit relier Poste de soudage GMAW/FCAW, Fils-électrodes pour GMAW et Fils fourrés pour FCAW à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
2.1 Poste de soudage GMAW/FCAW
Un poste de soudage typique comprend plusieurs composants essentiels :
La source de courant (générateur) :
Doit fournir un courant continu (CC) avec polarité inversée (DCEP) pour la plupart des applications
Caractéristique de tension constante (CV) : la tension reste relativement stable, tandis que l'intensité varie selon la vitesse de dévidage
Puissance nominale exprimée en ampères (A) et en facteur de marche (%)
Le dévidoir :
Mécanisme qui achemine le fil de la bobine à la torche
Composé de galets d'entraînement, de guides-fil et d'un moteur à vitesse variable
Types de dévidoirs : standard (monté sur le poste), séparé (dévidoir distant), ou push-pull (pour fil d'aluminium)
La torche de soudage :
Achemine le fil, le gaz et le courant électrique
Comprend une buse de contact (tip), un diffuseur de gaz, et une buse de protection
Refroidissement : à air (jusqu'à environ 300 A) ou à eau (au-delà de 300 A)
Longueur standard : 3 à 5 mètres, mais peut aller jusqu'à 15 mètres avec des systèmes spéciaux
Le système d'alimentation en gaz :
Bouteille de gaz comprimé (ou mélange) avec détendeur-débitmètre
Débit réglé généralement entre 15 et 25 L/min (10-20 pi³/h)
Tuyau de gaz du régulateur au poste
2.2 Fils-électrodes pour GMAW
Les fils-électrodes sont disponibles en différentes nuances et diamètres :
Nuances courantes :
ER70S-6 : acier au carbone, usage général, bonne mouillabilité
ER70S-3 : acier au carbone, pour applications avec moins de désoxydants
ER4043 : aluminium-silicium, pour l'aluminium
ER5356 : aluminium-magnésium, pour l'aluminium
ER308L : acier inoxydable austénitique
Diamètres standards :
0,030" (0,8 mm) : pour tôles minces (jusqu'à 3 mm)
0,035" (0,9 mm) : usage général (2 à 6 mm)
0,045" (1,2 mm) : pour matériaux plus épais (6 mm et plus)
1/16" (1,6 mm) : applications lourdes
Stockage et manipulation :
Conserver dans un endroit sec et chauffé
Éviter l'humidité qui peut causer des porosités
Utiliser des gants propres lors de la manipulation
2.3 Fils fourrés pour FCAW
Les fils fourrés se divisent en deux catégories principales :
FCAW-G (gaz de protection externe) :
Nécessite un gaz de protection (souvent CO₂ ou mélange Ar/CO₂)
Exemples : E71T-1, E71T-9
Meilleure qualité de soudure que FCAW-S
Moins de fumées que FCAW-S
FCAW-S (auto-protégé) :
Contient des éléments qui génèrent leur propre gaz de protection
Ne nécessite pas de gaz externe
Exemples : E71T-8, E71T-11
Idéal pour l'extérieur et les conditions venteuses
Plus de fumées et de projections
Classification selon la norme CSA/ANSI :
E : électrode
71 : résistance à la traction (70 ksi)
T : fil fourré (tubulaire)
-1, -8, -11 : type de flux et position de soudage
2.4 Gaz de protection
Gaz inertes :
Argon (Ar) : gaz inerte, excellent pour l'aluminium et les aciers inoxydables
Hélium (He) : gaz inerte, plus léger, meilleure conductivité thermique
Gaz actifs :
Dioxyde de carbone (CO₂) : gaz actif, pénétration profonde, projections importantes
Mélanges Ar/CO₂ : combinent les avantages (75% Ar + 25% CO₂ est le plus courant)
Choix du gaz selon l'application :
Débit de gaz :
Trop faible : contamination du bain de fusion, porosités
Trop élevé : turbulence, gaspillage, porosités
Réglage typique : 15-25 L/min (10-20 pi³/h)
Section 3 : Modes de transfert métallique
Cette partie explique les modes de transfert métallique — court-circuit, globulaire, pulvérisation et pulsé — car ils déterminent pénétration, projections, position possible et choix du gaz ou du fil selon l'épaisseur. La lecture des sous-sections doit relier Transfert par court-circuit (Short Circuit), Transfert globulaire (Globular) et Transfert par pulvérisation (Spray) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
3.1 Transfert par court-circuit (Short Circuit)
Caractéristiques :
Le fil touche périodiquement le bain de fusion
Arc s'éteint et se rallume à chaque court-circuit
Fréquence : 50 à 200 courts-circuits par seconde
Intensité faible (50-200 A selon le diamètre du fil)
Avantages :
Faible apport thermique
Convient aux tôles minces (1-6 mm)
Bon contrôle du bain en position
Peu de projections
Inconvénients :
Pénétration limitée
Risque de manque de fusion
Moins productif que les autres modes
Applications :
Tôles minces en acier
Soudage en position (verticale, plafond)
Réparation et assemblage de pièces fines
3.2 Transfert globulaire (Globular)
Caractéristiques :
Gouttes plus grosses que le diamètre du fil
Transfert par gravité
Intensité moyenne (200-300 A pour fil de 1,2 mm)
Arc instable
Avantages :
Pénétration plus profonde que le court-circuit
Taux de dépôt moyen
Inconvénients :
Projections importantes
Arc instable
Peu adapté aux positions difficiles
Remarque : Ce mode est généralement évité dans la pratique. On préfère passer directement au transfert par pulvérisation en augmentant l'intensité.
3.3 Transfert par pulvérisation (Spray)
Caractéristiques :
Gouttes très fines (plus petites que le fil)
Transfert axial et continu
Intensité élevée (au-dessus du courant de transition)
Arc stable et silencieux
Conditions requises :
Gaz avec au moins 80% d'argon
Intensité supérieure au courant de transition (environ 250 A pour fil de 1,2 mm)
Polarité DCEP
Avantages :
Taux de dépôt élevé
Pénétration profonde
Aspect de cordon lisse
Peu de projections
Inconvénients :
Apport thermique élevé
Ne convient pas aux tôles minces
Difficile en position verticale et plafond
Nécessite un gaz riche en argon
Applications :
Matériaux épais (6 mm et plus)
Soudage à plat et horizontal
Fabrication de structures lourdes
3.4 Transfert par pulvérisation pulsée (Pulsed Spray)
Caractéristiques :
Courant pulsé entre un niveau de fond et un niveau de pic
Gouttes détachées à chaque impulsion
Fréquence de pulsation : 30 à 400 Hz
Avantages :
Combine les avantages du spray et du court-circuit
Apport thermique contrôlable
Bon contrôle du bain en position
Taux de dépôt élevé
Convient à une large gamme d'épaisseurs
Inconvénients :
Équipement plus coûteux (source pulsée)
Réglages plus complexes
Nécessite une formation supplémentaire
Applications :
Soudage en position de matériaux épais
Acier inoxydable
Aluminium
Applications exigeant une qualité élevée
3.5 Courant de transition
Le courant de transition est l'intensité minimale à laquelle le transfert passe de globulaire à pulvérisation. Il dépend de :
Diamètre du fil : plus le fil est gros, plus le courant de transition est élevé
Composition du gaz : plus le gaz contient d'argon, plus le courant de transition est bas
Composition du fil : certains fils ont un courant de transition plus bas
Valeurs indicatives pour fil ER70S-6 :
Section 4 : Paramètres de soudage
Cette partie relie tension, vitesse de fil, intensité, longueur libre et vitesse de déplacement : en GMAW/FCAW, une petite variation de dévidage ou de gaz peut créer porosité, manque de fusion ou excès de projections. La lecture des sous-sections doit relier Tension (Voltage), Intensité (Ampérage) et Vitesse de dévidage (Wire Feed Speed) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
4.1 Tension (Voltage)
La tension détermine la longueur de l'arc et influence la largeur du cordon :
Tension trop élevée : arc long, cordon large et plat, porosités possibles
Tension optimale : arc stable, cordon bien formé, aspect régulier
Réglage typique pour fil de 1,2 mm :
Court-circuit : 16-20 V
Globulaire : 20-24 V
Pulvérisation : 24-30 V
4.2 Intensité (Ampérage)
L'intensité est directement liée à la vitesse de dévidage du fil. Elle influence :
La pénétration
Le taux de dépôt
Le mode de transfert
Relation entre vitesse de dévidage et intensité :
Plus la vitesse de dévidage augmente, plus l'intensité augmente
La tension doit être ajustée en conséquence
Valeurs indicatives pour fil de 1,2 mm (ER70S-6) :
4.3 Vitesse de dévidage (Wire Feed Speed)
La vitesse de dévidage détermine la quantité de métal déposé par unité de temps. Elle est exprimée en mètres par minute (m/min) ou en pouces par minute (ipm).
Effets :
Trop rapide : accumulation excessive, manque de fusion, projections
La vitesse de déplacement influence la forme du cordon et la pénétration :
Trop rapide : cordon étroit et bombé, manque de pénétration
Trop lente : cordon large, excès de métal, brûlures possibles
Optimale : cordon régulier avec 1,5 à 2 fois la largeur de la préparation
Conseil pratique : La vitesse de déplacement doit être constante pour éviter les irrégularités. Utilise un mouvement régulier et fluide.
4.5 Stick-out (porte-à-faux)
Le stick-out est la distance entre la buse de contact et la pièce. Il influence :
La résistance électrique du fil
La pénétration
La stabilité de l'arc
Valeurs recommandées :
GMAW : 10-15 mm (3/8-5/8")
FCAW : 15-25 mm (5/8-1")
Effets :
Trop court : buse de contact peut fondre, projections
Trop long : arc instable, pénétration réduite, porosités
4.6 Angle de la torche
L'angle de la torche par rapport à la pièce influence la forme du cordon et la pénétration :
Angle de poussée (push) :
Torche inclinée dans le sens de la progression
Meilleure visibilité du bain
Cordon plus large, pénétration moins profonde
Recommandé pour le GMAW
Angle de traction (pull) :
Torche inclinée en arrière du sens de progression
Pénétration plus profonde
Cordon plus étroit
Recommandé pour le FCAW
Angle de travail :
Angle entre la torche et la ligne de joint
Généralement 5-15° pour le soudage à plat
Ajuster selon la position et l'application
Section 5 : Techniques de soudage
Cette partie adapte la technique GMAW/FCAW à la pièce : angle de poussée ou de tirage, stick-out, pointage, séquence et nettoyage contrôlent la fusion, la distorsion et la régularité du cordon. La lecture des sous-sections doit relier Préparation de la pièce, Soudage à plat (Flat position - 1G/1F) et Soudage horizontal (Horizontal position - 2G/2F) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
5.1 Préparation de la pièce
Nettoyage :
Enlever toute trace de rouille, graisse, huile, peinture ou calamine
Utiliser une meuleuse, une brosse métallique ou un dégraissant
Pour l'aluminium, enlever la couche d'oxyde avec une brosse en acier inoxydable
Préparation des bords :
Pour les tôles minces (jusqu'à 3 mm) : bord droit, écartement minimal
Pour les tôles moyennes (3-12 mm) : chanfrein simple en V (30-45°)
Pour les tôles épaisses (12 mm et plus) : chanfrein double en V ou en U
Fixation :
Utiliser des serre-joints, des aimants ou des gabarits
Respecter l'écartement spécifié sur le plan de soudage
Prévoir des points de soudure (tack welds) pour maintenir l'alignement
5.2 Soudage à plat (Flat position - 1G/1F)
Technique :
Torche avec angle de poussée de 5-15°
Mouvement droit ou léger mouvement de pendulation
Stick-out constant
Vitesse de déplacement régulière
Conseils :
Maintenir la torche perpendiculaire à la ligne de joint
Observer le bain de fusion pour ajuster la vitesse
Éviter de trop balancer (maximum 2-3 fois le diamètre du fil)
5.3 Soudage horizontal (Horizontal position - 2G/2F)
Défis :
Le métal en fusion a tendance à couler vers le bas
Risque de contre-dépouille sur le bord supérieur
Technique :
Torche légèrement inclinée vers le haut (5-10°)
Mouvement de pendulation avec un arrêt sur le bord supérieur
Réduire la vitesse de déplacement
Augmenter légèrement la tension pour améliorer la mouillabilité
5.4 Soudage vertical (Vertical position - 3G/3F)
Deux méthodes :
Montant (vertical up) :
Soudage de bas en haut
Pénétration profonde
Meilleur contrôle du bain
Technique : mouvement en triangle ou en demi-lune
Paramètres : intensité plus faible, vitesse de dévidage réduite
Descendant (vertical down) :
Soudage de haut en bas
Plus rapide
Pénétration moins profonde
Technique : mouvement droit ou léger balancement
Convient aux tôles minces
5.5 Soudage plafond (Overhead position - 4G/4F)
Défis :
Le métal en fusion tombe
Risque de brûlures pour le soudeur
Visibilité réduite
Technique :
Torche avec angle de poussée de 5-10°
Intensité réduite (10-15% de moins qu'à plat)
Vitesse de déplacement plus rapide
Arc court
Mouvement droit ou léger balancement
Conseils de sécurité :
Porter des vêtements de protection complets
Utiliser un écran facial
Éviter de regarder directement l'arc
5.6 Soudage en angle (Soudure d'angle)
Types de joints :
En T (T-joint)
En angle (Lap joint)
En recouvrement (Corner joint)
Technique :
Positionner la torche à 45° entre les deux pièces
Angle de poussée de 5-15°
Mouvement droit ou léger balancement
Surveiller la pénétration dans les deux pièces
Taille du cordon :
La taille du cordon doit être égale à l'épaisseur de la pièce la plus mince
Pour une pénétration complète, la gorge du cordon doit être au moins égale à l'épaisseur
Section 6 : Défauts de soudage et corrections
Cette partie traite les défauts GMAW/FCAW à partir de leurs causes : gaz contaminé, débit incorrect, paramètres trop froids, stick-out excessif ou préparation insuffisante se traduisent en porosités, manque de fusion ou sous-coupe. La lecture des sous-sections doit relier Porosités, Manque de fusion (Manque de fusion) et Manque de pénétration (Incomplete penetration) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
6.1 Porosités
Causes :
Gaz de protection insuffisant (débit trop faible, fuite, courant d'air)
6.3 Manque de pénétration (Incomplete penetration)
Causes :
Intensité trop faible
Vitesse de déplacement trop rapide
Angle de torche incorrect
Chanfrein trop petit
Écartement insuffisant
Solutions :
Augmenter l'intensité
Réduire la vitesse de déplacement
Ajuster l'angle de la torche
Agrandir le chanfrein
Augmenter l'écartement
6.4 Contre-dépouille (Undercut)
Causes :
Intensité trop élevée
Vitesse de déplacement trop rapide
Angle de torche incorrect
Mouvement de pendulation trop large
Solutions :
Réduire l'intensité
Ralentir la vitesse de déplacement
Ajuster l'angle de la torche
Réduire l'amplitude du balancement
6.5 Projections (Spatter)
Causes :
Tension trop faible ou trop élevée
Intensité trop élevée
Gaz de protection inapproprié
Stick-out trop long
Surface contaminée
Solutions :
Ajuster la tension
Réduire l'intensité
Utiliser un gaz avec plus d'argon
Réduire le stick-out
Nettoyer la pièce
6.6 Fissures (Cracks)
Types :
Fissures à chaud : pendant le refroidissement
Fissures à froid : après refroidissement
Causes :
Contraintes excessives
Refroidissement trop rapide
Composition chimique défavorable
Préparation inadéquate
Solutions :
Préchauffer la pièce si nécessaire
Contrôler la vitesse de refroidissement
Utiliser un fil adapté au matériau
Respecter les séquences de soudage
Section 7 : Sécurité et normes
Cette partie combine sécurité et conformité : rayonnement intense, fumées de fil fourré, bouteilles de gaz, ventilation et exigences CSA W47.1/W59 doivent être intégrés au mode opératoire et au poste de travail. La lecture des sous-sections doit relier Équipement de protection individuelle (EPI), Risques spécifiques au GMAW/FCAW et Normes et réglementations au Québec à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
7.1 Équipement de protection individuelle (EPI)
Protection oculaire et faciale :
Casque de soudage avec filtre automatique (teinte 10-13)
Lunettes de sécurité sous le casque
Écran facial pour le meulage
Protection respiratoire :
Masque avec filtre pour fumées de soudage (P100)
Ventilation adéquate de l'espace de travail
Extraction des fumées à la source
Protection corporelle :
Vêtements ignifuges (coton traité ou cuir)
Gants de soudage (longs, résistants à la chaleur)
Tablier en cuir pour les travaux lourds
Bottes de sécurité avec embout d'acier
7.2 Risques spécifiques au GMAW/FCAW
Risques électriques :
Tension à vide élevée (50-80 V)
Risque de choc électrique
Câbles endommagés
Risques d'incendie :
Projections incandescentes
Bouteille de gaz sous pression
Matériaux combustibles à proximité
Risques de brûlures :
Arc électrique intense
Métal en fusion
Laitier chaud (FCAW)
Risques liés aux gaz :
Gaz de protection (asphyxie en espace confiné)
Fumées de soudage (particules métalliques, ozone)
Gaz carbonique (CO₂) plus lourd que l'air
7.3 Normes et réglementations au Québec
Normes CSA (Association canadienne de normalisation) :
CSA W47.1 : Certification des entreprises de soudage
CSA W59 : Soudage des structures en acier
CSA W117.2 : Sécurité en soudage
Règlementation RBQ (Régie du bâtiment du Québec) :
Qualification des soudeurs
Certification des entreprises
Inspection des travaux
Normes CCQ (Commission de la construction du Québec) :
Formation et qualification des travailleurs
Programmes d'apprentissage
Exigences de certification
7.4 Procédures de sécurité
Avant le soudage :
Vérifier l'équipement (câbles, torche, dévidoir)
S'assurer que l'aire de travail est dégagée
Vérifier les bouteilles de gaz (fixées, protégées)
Porter l'EPI complet
Pendant le soudage :
Maintenir une ventilation adéquate
Surveiller les signes de surchauffe de l'équipement
Ne pas laisser la torche sans surveillance
Signaler tout problème immédiatement
Après le soudage :
Éteindre le poste et fermer la bouteille de gaz
Laisser refroidir les pièces
Nettoyer la zone de travail
Inspecter l'équipement
Section 8 : Entretien et dépannage
Cette partie aborde l'entretien comme une condition de qualité : galets propres, gaine dégagée, tube contact adapté, raccords de gaz étanches et masse fiable évitent les arrêts d'arc et les défauts répétitifs. La lecture des sous-sections doit relier Entretien préventif, Problèmes courants et solutions à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
8.1 Entretien préventif
Quotidien :
Vérifier l'état des câbles et des connexions
Nettoyer la buse de contact et le diffuseur
Vérifier le débit de gaz
Inspecter le fil pour détecter les défauts
Hebdomadaire :
Nettoyer le dévidoir (galets, guides-fil)
Vérifier l'usure des galets d'entraînement
Inspecter les joints et les raccords
Tester les dispositifs de sécurité
Mensuel :
Vérifier l'état des balais du moteur
Nettoyer les filtres à air
Inspecter les câbles de masse
Vérifier l'étalonnage des instruments
8.2 Problèmes courants et solutions
Arc instable :
Vérifier la tension et l'intensité
Nettoyer la buse de contact
Vérifier le fil (diamètre, état)
Inspecter le câble de masse
Dévidage irrégulier :
Nettoyer le dévidoir
Ajuster la pression des galets
Vérifier le guide-fil
Inspecter le fil (nœuds, rouille)
Surchauffe de la torche :
Vérifier le refroidissement (air ou eau)
Réduire le facteur de marche
Vérifier la buse de contact
Inspecter les connexions électriques
Porosités persistantes :
Vérifier le débit de gaz
Inspecter les fuites dans le circuit de gaz
Nettoyer la pièce
Vérifier l'état du fil
Section 9 : Certification et examen
Cette partie prépare la certification en reliant paramètres, position, coupon d'essai et critères visuels : le candidat doit démontrer une soudure conforme, répétable et documentée selon le procédé utilisé. La lecture des sous-sections doit relier Types de certification, Préparation à l'examen et Critères d'évaluation à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
9.1 Types de certification
Certification de soudeur :
Selon la norme CSA W47.1
Valide pour une période déterminée (généralement 2 ans)
Renouvelable par examen pratique
Modes de certification :
GMAW : procédé avec gaz de protection
FCAW-G : fil fourré avec gaz
FCAW-S : fil fourré auto-protégé
Positions de certification :
1G/1F : à plat
2G/2F : horizontal
3G/3F : vertical
4G/4F : plafond
6G : tuyau à 45° (position la plus exigeante)
9.2 Préparation à l'examen
Connaissances théoriques :
Réviser les principes des procédés
Connaître les paramètres de soudage
Maîtriser les modes de transfert
Comprendre les défauts et leurs causes
Connaître les normes et règlements
Compétences pratiques :
Pratiquer régulièrement dans toutes les positions
Maîtriser le réglage des paramètres
Développer une technique de soudage régulière
Apprendre à inspecter et corriger les défauts
Conseils pour l'examen :
Arriver en avance avec l'EPI complet
Vérifier l'équipement avant de commencer
Prendre le temps de régler les paramètres
Rester calme et concentré
Inspecter chaque passe avant la suivante
Gérer son temps efficacement
9.3 Critères d'évaluation
Critères visuels :
Aspect du cordon (régulier, lisse)
Largeur et hauteur du cordon
Absence de défauts visibles
Pénétration complète
Critères mécaniques :
Résistance à la traction
Dureté
Résilience (essai Charpy)
Essai de pliage
Critères radiographiques :
Absence de porosités
Absence d'inclusions
Absence de fissures
Pénétration complète
Section 10 : Applications pratiques et exemples
Cette partie transpose les réglages GMAW/FCAW à des cas d'atelier : tôles minces, structures moyennes, tuyauterie et fil fourré demandent chacun un compromis différent entre vitesse, pénétration et contrôle des défauts. La lecture des sous-sections doit relier Soudage de tôles minces (1-3 mm), Soudage de structures moyennes (6-12 mm) et Soudage de tuyauterie (Schéma 40) à une décision de fabrication, d'inspection ou de sécurité vérifiable sur le chantier.
10.1 Soudage de tôles minces (1-3 mm)
Configuration :
Fil : ER70S-6, 0,030" (0,8 mm)
Gaz : 75% Ar + 25% CO₂
Débit : 15 L/min
Mode : court-circuit
Intensité : 60-100 A
Tension : 15-18 V
Technique :
Vitesse de déplacement modérée
Mouvement droit
Stick-out de 10 mm
Angle de poussée de 10°
Conseils :
Utiliser un support en cuivre pour dissiper la chaleur
Éviter les arrêts en cours de soudage
Préchauffer légèrement si nécessaire
10.2 Soudage de structures moyennes (6-12 mm)
Configuration :
Fil : ER70S-6, 0,045" (1,2 mm)
Gaz : 75% Ar + 25% CO₂
Débit : 20 L/min
Mode : pulvérisation
Intensité : 200-280 A
Tension : 24-28 V
Technique :
Préparation en V simple (30°)
Écartement de 2-3 mm
Passe de racine en court-circuit
Passes de remplissage en pulvérisation
Mouvement de pendulation
Conseils :
Nettoyer entre chaque passe
Contrôler la température interpasse
Utiliser un gabarit pour maintenir l'alignement
10.3 Soudage de tuyauterie (Schéma 40)
Configuration :
Fil : ER70S-6, 0,045" (1,2 mm)
Gaz : 75% Ar + 25% CO₂
Débit : 20 L/min
Mode : pulsé (si disponible)
Intensité : 180-240 A
Tension : 22-26 V
Technique :
Préparation en V avec talon (1-2 mm)
Écartement de 2-3 mm
Soudage en position 6G (tuyau à 45°)
Technique montante
Mouvement en triangle
Conseils :
Pratiquer sur des chutes avant l'examen
Utiliser un miroir pour les zones difficiles
Contrôler la pénétration interne
10.4 Soudage avec fil fourré (FCAW-G)
Configuration :
Fil : E71T-1, 0,045" (1,2 mm)
Gaz : 100% CO₂
Débit : 20 L/min
Mode : globulaire/pulvérisation
Intensité : 200-300 A
Tension : 24-28 V
Technique :
Angle de traction de 5-15°
Stick-out de 15-20 mm
Mouvement droit ou léger balancement
Enlever le laitier entre les passes
Conseils :
Porter un masque avec filtre approprié
Ventiler adéquatement (fumées importantes)
Utiliser des gants résistants à la chaleur
Résumé du chapitre
Le procédé GMAW (soudage à l'arc sous gaz métallique) et le procédé FCAW (soudage avec fil fourré) sont des techniques de soudage essentielles dans l'industrie de la construction au Québec. Le GMAW utilise un fil-électrode continu et un gaz de protection externe, tandis que le FCAW utilise un fil fourré contenant un flux qui peut générer son propre gaz de protection.
Les modes de transfert métallique (court-circuit, globulaire, pulvérisation et pulsé) déterminent les caractéristiques du soudage et doivent être choisis en fonction de l'application, de l'épaisseur du matériau et de la position de soudage.
Les paramètres de soudage (tension, intensité, vitesse de dévidage, vitesse de déplacement, stick-out et angle de la torche) doivent être rigoureusement contrôlés pour obtenir une soudure de qualité. Chaque paramètre influence directement la pénétration, la forme du cordon et la présence de défauts.
Les techniques de soudage varient selon la position (à plat, horizontal, vertical, plafond) et le type de joint. La maîtrise de ces techniques est essentielle pour réussir l'examen de certification et pour travailler efficacement sur les chantiers.
La sécurité est primordiale : port de l'EPI complet, ventilation adéquate, respect des normes CSA et RBQ, et entretien régulier de l'équipement.
Pour se préparer à l'examen de certification, il est recommandé de pratiquer régulièrement dans toutes les positions, de maîtriser les réglages des paramètres et de connaître les critères d'évaluation. La certification est valide pour une période déterminée et doit être renouvelée périodiquement.
Enfin, l'entretien préventif de l'équipement et la capacité à diagnostiquer et corriger les problèmes courants sont des compétences essentielles pour tout soudeur professionnel.
Le soudage GMAW (Gas Metal Arc Welding), également connu sous les noms de soudage MIG (Metal Inert Gas) ou MAG (Metal Active Gas), est un procédé de soudage à l'arc qui utilise un l-électrode continu alimenté automatiquement. Le bain de fusion est protégé de l'atmosphère ambiante par un gaz de protection, généralement un gaz inerte comme l'argon ou l'hélium pour le soudage MIG, ou un gaz actif comme le dioxyde de carbone ou un mélange argon-CO2 pour le soudage MAG. Le GMAW est l'un des procédés de soudage les plus productifs et les plus utilisés dans l'industrie manufacturière.
Les paramètres de soudage GMAW incluent la tension, le courant, la vitesse de déroulement du l, la vitesse de déplacement et le débit de gaz de protection. Les modes de transfert du métal sont classés en transfert par court-circuit, transfert globulaire, transfert pulvérisateur axial et transfert pulvérisateur pulsé. Le choix du mode de transfert dépend de l'épaisseur du matériau, de la position de soudage et des propriétés de la soudure souhaitées. Le transfert par court-circuit est adapté aux tôles minces et aux positions difficiles, tandis que le transfert pulvérisateur est utilisé pour les tôles épaisses en position à plat.
Le soudage FCAW (Flux Cored Arc Welding) est un procédé similaire au GMAW, mais utilise un l électrode tubulaire contenant un ux. Ce ux génère un gaz de protection lorsqu'il se décompose sous l'effet de la chaleur de l'arc, ce qui permet de souder à l'air libre même dans des conditions de vent. Le FCAW est particulièrement utilisé en construction métallique et sur les chantiers extérieurs en raison de sa tolérance aux courants d'air et de sa productivité élevée. Les ls FCAW autoprotécteurs ne nécessitent pas de gaz de protection extérieur, ce qui simplie l'équipement et réduit les coûts d'exploitation.
Les défauts couramment rencontrés en soudage GMAW et FCAW comprennent le manque de pénétration, la porosité, les projections, la mauvaise forme du cordon et les ssures. Une sélection appropriée des paramètres et un entretien régulier de l'équipement permettent de minimiser ces défauts et d'obtenir des soudures de qualité conforme aux normes.