Comment souder des tôles de calibre 16, 20 et 25 ou d’autres tailles

Soudage de tôles fines – Pourquoi est-ce important ?

Le soudage de la jauge de feuille semble simple, mais il faut beaucoup de compétences et de perfection pour produire de belles soudures. Les problèmes de soudage de gauchissement dus à la chaleur, à la brûlure, à la fusion élevée du métal de base, au contrôle de l’apport de chaleur sont toujours une préoccupation. Pour produire une soudure solide, au moins plus solide que la feuille est très important lors du soudage de matériaux de calibre mince. Les feuilles de jauge sont disponibles en acier doux, en acier au carbone, en acier inoxydable et en aluminium. Ils sont pour la plupart galvanisés au zinc lorsqu’ils sont fabriqués à partir d’acier doux ou d’acier au carbone pour éviter la corrosion.

Les gens utilisent le terme commun « Jauge » pour la tôle dans le monde entier et beaucoup de gens ne savent pas ce que signifie Jauge. Par exemple, qu’entend-on par tôle d’acier de calibre 20 ? Donc, avant d’approfondir les directives de soudage, commençons par comprendre le système de calibrage utilisé pour la tôle.

Qu’entend-on par jauge de tôle?

Les tôles sont identifiées par calibre, par exemple calibre 10, calibre 12, calibre 15 ou ainsi de suite. Le numéro de jauge est un numéro unique donné pour indiquer l’épaisseur de la tôle. Le tableau de jauge, comme indiqué dans l’image ci-dessous pour l’acier au carbone, est utilisé pour connaître l’épaisseur de la tôle pour un numéro de jauge donné. Par exemple ici, la jauge numéro 7 a une épaisseur de feuille de 0,1793 pouce ou 4,5 mm. Ainsi, la jauge numéro 7 en réalité n’a aucune relation directe avec l’épaisseur de la feuille plutôt qu’un système de numérotation unique utilisé dans le monde entier.

Procédés de soudage pour le soudage de tôles

Divers procédés de soudage sont utilisés pour le soudage de tôles, aussi bien des procédés de soudage par fusion que des procédés de soudage par résistance. Les procédés de soudage par fusion offrent la portabilité, peuvent souder des pièces hors de forme, des composants de grande taille, tandis que les procédés de soudage par résistance sont limités aux pièces plus petites et au soudage en atelier uniquement, car les équipements de soudage par résistance sont encombrants et nécessitent beaucoup de configuration d’équipement.

Voici les principaux procédés de soudage utilisés pour le soudage de tôles :

  1. Soudage à la baguette ou SMAW
  2. Soudage à l’arc au gaz tungstène (GTAW ou TIG)
  3. GMAW (soudage MIG-MAG)
  4. FCAW
  5. Soudage par points
  6. Soudure de couture
  7. Soudage par résistance

Soudage MIG-MAG de tôles minces (calibre 22 à calibre 7)

Le soudage MIG ou GMAW est la technique de soudage la plus couramment utilisée pour le soudage de tôles minces. Le procédé MIG/MAG est largement utilisé dans les automobiles ainsi que dans le soudage structurel de tôles de jauge. Le soudage MIG offre une bonne facilité d’utilisation pour souder des tôles minces ainsi que des tôles épaisses avec la même machine à souder en faisant varier les paramètres de soudage.

Les fils d’apport GMAW de diamètre 0,023, 0,030, 0,035 et 0,045 sont suggérés pour le mode de court-circuit GMAW-S. Pour l’acier au carbone, utilisez du dioxyde de carbone (CO2) ou une combinaison de 25 % de CO2 et 75 % d’argon (Ar) pour le gaz de protection. La plage d’ampérage peut être aussi faible que 35 pour les matériaux de calibre 24 ou aussi élevée que 225 pour les matériaux jusqu’à 1/8 po (3 mm)
d’épaisseur sur les joints de soudure à rainure carrée.

GMAW-S dégage une faible chaleur et facilite son utilisation dans toutes les positions sur la tôle, l’acier à faible teneur en carbone, l’acier faiblement allié et la tôle en acier inoxydable de calibre 25 (0,02 pouce ou 0,5 mm) à 12 calibre (0,1 pouce ou 2,6 mm).

La chose la plus importante lors du soudage de tôles minces avec MIG est d’utiliser le fil de plus petit diamètre car cela donnera l’apport de chaleur minimum pour le soudage. De plus, les petits diamètres fonctionnent assez bien avec le mode court-circuit, ce qui est très bien pour le soudage de tôles minces. Il est conseillé d’utiliser du fil d’apport de 0,023 ou 0,025 pouce de diamètre avec le soudage MIG. En règle générale, utilisez un diamètre de fil plus fin que le métal de base. Les paramètres de soudage typiques pour le soudage MIG utilisant des fils de 0,025 pouce (0,6 mm) et 0,030 pouce (0,8 mm) sont indiqués dans le tableau ci-dessous. Lors du soudage d’une feuille de calibre 20, utilisez un courant de soudage d’environ 30-35 ampères avec un débit de gaz de 15-20 CFh.

Le mélange de gaz de protection Ar+Co2 (80 % d’argon à 20 % de dioxyde de carbone) doit être utilisé. L’argon pur donnera une pénétration profonde et convient aux feuilles de calibre 7 à 12, bien que le mélange argon + CO2 soit également bon.

Une autre option utilisant le soudage MIG pour les tôles minces consiste à utiliser une source d’alimentation de soudage pulsé ou des machines de soudage par impulsions. Le soudage pulsé offre un soudage avec un apport de chaleur minimal, moins de projections, un bon contrôle de l’arc de soudage. Le soudage par impulsions peut être très avantageux pour le soudage de tôles minces. Le mode de transfert d’impulsions donne très moins de distorsion avec un très faible apport de chaleur qui est requis pour le soudage de tôles. Mais les machines à souder par impulsions sont plus chères que les machines à souder mig ordinaires, vous devez donc investir plus d’argent pour acheter la source d’alimentation à impulsions.

Lors du soudage de tôles en acier inoxydable (comme le 304L ou le 316L), vous aurez besoin de différents gaz de protection, généralement de l’argon pur ou de l’hélium ou un mélange des deux. Le fil de soudure utilisé est le ER308L ou ER308LSi pour le soudage des tôles 304L. Utilisez toujours le plus petit diamètre disponible pour les fils d’apport.

Soudage à la baguette de soudage SMAW pour le soudage de tôles

Un matériau aussi mince que le calibre 16, d’environ 1/16 po (2 mm) d’épaisseur jusqu’à plusieurs pieds d’épaisseur, peut être soudé à la baguette. Le soudage à la baguette est l’une des options pour effectuer le soudage de tôles, en particulier dans les applications de soudage sur le terrain. Le soudage à la baguette de la tôle doit être effectué à l’aide d’une électrode de type AWS A5.1/A5.1M E6013 (CWB/CSA W48-06 E4313) de diamètre 5/64 pouces ou 2,0 mm. Les électrodes de type E6013 offrent une très bonne stabilité d’arc, un arc facile à démarrer, une pénétration peu profonde et moins de puissance dans l’arc par rapport aux tiges de type E6010 ou E7018. E6013 peut être utilisé avec les polarités AC, DCEP et DCEN.

Utilisez un courant de 50 ampères lors du soudage avec E6013 dia 5/64 pouces. Pour les feuilles de calibre plus petit telles que 20 ou 22, abaissez l’ampère avant de souder. Le soudage ne doit pas être effectué en continu mais en effectuant des arrêts fréquents pour minimiser l’apport de chaleur et permettre au matériau de refroidir. Les paramètres de soudage recommandés sont indiqués dans le tableau ci-dessous en utilisant E6013 pour le soudage de tôles.

Soudage TIG pour le soudage de tôles

Le soudage de tôles avec soudage TIG est très efficace lors du soudage sans fil d’apport, également appelé soudage TIG autogène . Le TIG sans mastic nécessite moins de courant de soudage que le soudage avec mastic et permet d’assembler facilement des tôles minces. L’argon pur pour le blindage est requis lors du soudage de tôles minces avec TIG, peu importe l’acier au carbone, l’acier inoxydable ou l’aluminium.

Lors du soudage de l’acier inoxydable, une purge au gaz est obligatoire pour éviter l’oxydation du côté racine de la soudure. Utilisez du gaz argon pur pour le gaz de purge.

Utilisez une électrode en tungstène cérié au lieu d’une électrode au thorié. Les diamètres d’électrodes en tungstène jusqu’à 0,020, 0,040 et 1/16 de pouce sont les plus couramment utilisés pour le soudage de tôles minces. Plus les électrodes sont petites, il sera plus facile de démarrer l’arc et également de réduire l’apport de chaleur avec une meilleure apparence de la soudure. Cela empêche l’épuisement et permet à l’arc d’être concentré dans une zone plus petite, ce qui est bon pour la fusion ainsi qu’un faible apport de chaleur.

FCAW Soudage de la tôle

Le soudage à l’arc fourré par flux n’est pas très populaire pour le soudage de tôles car il donne un apport de chaleur élevé et entraîne plus de distorsion. Si le FCAW est toujours utilisé pour le soudage de tôles minces, utilisez un fil de plus petit diamètre avec un faible courant de soudage. Utilisez un mélange gazeux argon + Co2 pour la protection gazeuse ou utilisez un fil fourré auto-blindé.

Effectuer le soudage en mode court-circuit avec arrêt régulier et ne pas utiliser de longs trajets de soudage. Nettoyez le matériau avant utilisation pour éviter les problèmes de porosité du soudage avec le soudage de tôles minces avec du fil de soudage correctement stocké. Le FCAW-S et le FCAW-G utilisent tous deux le DCEN lors du soudage sur des matériaux de faible épaisseur pour maintenir la chaleur dans le métal de base et l’électrode de petit diamètre à un taux de combustion contrôlable.

Technologie de soudage de tôles

Utiliser un arc plus court

Étant donné que les arcs plus courts produisent moins de chaleur et de pénétration, ils conviennent mieux à une utilisation sur des joints métalliques minces ou métalliques minces à épais. En utilisant cette technique, le métal aussi mince que le calibre 16 peut être facilement soudé à l’arc. Un arc plus court donne un meilleur contrôle sur le bain de fusion et produit des soudures étroites par rapport aux soudures plus larges produites par un arc long.

Appliquer la technique de soudage par saut

La technique de soudage par saut consiste à souder en utilisant des soudures séparées les unes des autres à une distance définie, comme indiqué dans l’image ci-dessous. Le saut de soudure aide à minimiser la distorsion et à empêcher l’accumulation de chaleur de soudure pendant le soudage. Le soudage par saut est similaire aux soudures intermittentes ou aux soudures par points qui aident à répartir uniformément la chaleur de soudage.

Utiliser les barres d’appui

L’utilisation d’un support ou d’une barre de refroidissement permet une dissipation plus rapide de la chaleur pendant le soudage, permettant ainsi un contrôle de la distorsion. Des matériaux ayant une conductivité thermique élevée sont utilisés comme barre de support, tels que le cuivre, qui dissipent la chaleur de la zone de soudage vers la barre de support. Les barres d’appui sont placées sous le joint de soudure et comme le cuivre ne fusionne pas avec l’acier au carbone, les barres d’appui en cuivre sont très réputées dans les applications de soudage.

Utiliser des attaches et des pinces

L’utilisation de pinces ou de dispositifs de retenue pendant le soudage de tôles minces permet d’éviter la déformation. Les pinces maintiennent la pièce jusqu’à ce qu’elle refroidisse à température ambiante, évitant ainsi tout gauchissement. Différents types de pinces sont facilement disponibles sur le marché pour ces applications.

Conseils pour le soudage de tôles minces

  1. Trouvez l’électrode de soudage ou le fil d’apport de diamètre le plus bas.
  2. Utiliser le courant et la tension de soudage minimaux possibles.
  3. Utilisez des pinces et des attaches pour maintenir les pièces.
  4. Ne jamais souder des soudures continues dans des tôles.
  5. Utilisez toujours un faible apport de chaleur pendant le soudage.
  6. Utilisez le mode de transfert de court-circuit lors du soudage GMAW ou FCAW.