La soudure à l’arc est utilisée pour l’assemblage des pièces en acier, en fer, en inox ou même en fonte ayant une épaisseur supérieure à 1,5 mm (15/10e). C’est la fusion d’une électrode de métal d’apport qui assure la liaison des éléments entre eux.

A) Avant de commencer :

1) A savoir

Le soudage à l’arc consiste à créer un court-circuit qui provoque un arc électrique et un très fort dégagement de chaleur (4 000 à 4 500°C). L’électrode (le métal d’apport de même nature que la pièce à souder) fond et permet de réaliser la soudure.

2) Le poste à souder

Le poste à souder est un transformateur électrique alimenté par un réseau en courant 230 volts (ou 380 volts monophasé). Il fournit un courant de voltage plus faible (45 à 50 volts) mais avec une forte intensité (100 à 170 ampères).

L’une des bornes du poste est reliée à la pièce à souder par la pince de masse. L’autre est constituée d’une électrode fixée sur le porte-électrode.

3) Les électrodes

Les électrodes sont composées :

- d’une âme en fil métallique de même nature que le métal à souder, c’est le métal d’apport;
– de l’enrobage disposé comme une gaine autour de l’âme et jouant le rôle des décapants dont il est question en soudure autogène ou en brasure.

1-  âme de l’électrode
2-  enrobage de l’électrode
3-  extrémité en fusion de l’âme
4-  arc
5-  goutte de métal de laitier passant dans l’arc.

4) Principe

En approchant l’électrode de la pièce à souder, il se crée un court-circuit : l’arc électrique, qui dégage une lumière intense et une forte chaleur, assure la fusion du métal des pièces à souder et celle de l’électrode qui dépose ainsi du métal d’apport.

1 - zone de haute température

2 - métal en fusion

3 - arc

4 - soudure

Ainsi se forme du « laitier » par la fusion et l’oxydation de l’arrosage de l’électrode.

1-  laitier solidifié
2-  laitier en fusion
3-  arc
4-  âme
5-  enrobage
6-  métal de base
7-  bain de fusion (cratère)
8-  métal solidifié (métal déposé + métal pièce)

B) Les règles de base

• Les pièces à souder doivent être propres et débarrassées de trace de rouille. Les nettoyer à la brosse métallique.
• Protéger les yeux par un masque de soudeur, les mains par des gants, le corps par des vêtements épais et un tablier de soudeur. Prendre une position stable.
• Choisir le diamètre d’électrode en fonction de l’épaisseur des pièces à souder (voir tableau des diamètres d’électrode). Engager la tête de l’électrode dans la tête de la pince porte-électrode.
• Vérifier que l’électrode est bien serrée dans la pince. Régler l’intensité de soudage en fonction du diamètre de l’électrode utilisée en se référant au tableau indicatif figurant sur le poste à souder.

• Fixer la pince de masse sur les pièces à souder.

C) L’amorçage de l’arc

• Brancher le poste à souder.

1 - Le visage protégé par le masque de soudage, frotter le bout de l’électrode sur la pièce à souder sur 1 ou 2 cm, ce qui produit des étincelles.

2 - Eloigner l’électrode de 4 à 5 mm pour établir l’arc électrique.

3 - Rapprocher l’électrode de 2 à 3 mm de la pièce et commencer le soudage.

D) Les techniques de soudage

1) Position et déplacement de l’électrode

• La longueur de l’arc doit être constante, à peu près égale au diamètre de l’électrode.

1 - Souder en « tirant » l’électrode vers soi. Elle est penchée à 60° par rapport au plan de soudage.

2 - Descendre la main au fur et à mesure de l’usure de l’électrode.

3 - Régler le déplacement de l’électrode afin d’obtenir une largeur de cordon égale de 1,5 à 2 fois au diamètre de l’électrode. Un bon cordon doit être légèrement bombé, d’une largeur uniforme et présenter des ondes régulières et assez serrées.

4 - Si l’avance de soudage est trop rapide, la forme du dépôt est étroite et pointue, l’aspect est irrégulier avec des caniveaux, la pénétration est faible, le cratère est allongé.

5 - Si l’avance de soudage est trop lente, la forme du dépôt est très forte avec des risques d’effondrement, le cratère est profond.

• Si la baguette colle au métal, ne pas tirer sur l’électrode mais effectuer des mouvements rapides de gauche à droite ou couper l’alimentation du poste.

2) Technique de base

• Réaliser le cordon de soudure en déplaçant l’électrode assez lentement et sans à-coup.
• Après soudage, piquer le cordon de soudure avec le marteau à piquer pour éliminer le laitier qui forme une croûte noirâtre sur la soudure.
• Nettoyer la soudure à la brosse métallique. En cas de manque, la renforcer.

• Régulariser le cordon à la lime ou à la meuleuse.

3) Soudage des pièces à plat

• Tenir l’électrode perpendiculaire au plan des pièces. Immobiliser les pièces à l’aide de serre-joints.
• Si le joint est large, mais peu profond, le remplir en une seule fois. Après amorçage, balancer lentement sans chevaucher, l’électrode de gauche à droite.

4) Soudage des pièces en angle

• Procéder à un pré-assemblage par quelques points de soudure pour faciliter le travail. Tenir l’électrode dans le plan de la bissectrice de l’angle.

5) Soudage des pièces épaisses

1 - Pour souder deux pièces épaisses (3 à 6 mm), procéder en 2 passes : une de chaque côté.

2 - Pour souder deux pièces très épaisses (plus de 6 mm), réaliser un chanfrein à la lime ou à la meuleuse et souder en plusieurs passes successives.

6) Soudage des grandes pièces

• Procéder à un pré-assemblage par quelques points de soudure tous les 10 cm environ avant de les assembler par un cordon continu. Choisir pour cela une électrode d’un diamètre supérieur.
• Quand on soude en plusieurs passes superposées, il faut éliminer le laitier après chaque passe.