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Guide d'achat : le matériel pour souder

Septembre 2008
Le Particulier pratique n° 338, article complet.
Auteur : DECROIX (Jean-Pierre)

Si la technique du soudage est concurrencée dans la plomberie par des assemblages avec des raccords rapides ou des tuyaux en matériaux de synthèse, elle reste la meilleure façon de relier deux pièces métalliques dans les autres domaines (ferronnerie, chaudronnerie, mobilier, modélisme, électronique...). Le soudage englobe plusieurs procédés, qui se différencient par la nature des matériaux à travailler, la température nécessaire à la fusion du métal d'apport ou des métaux à assembler, et par la résistance mécanique recherchée. Chaque type de soudage demande un outillage adapté, réclamant plus ou moins de savoir-faire, mais à manipuler toujours avec prudence.

Le brasage est la technique la plus abordable pour un néophyte... après quelques essais, il s'entend. Il permet de solidariser deux pièces métalliques, de nature identique ou différente, avec un métal d'apport, appelé la soudure. Ce matériau se caractérise par une température de fusion plus basse que celle des éléments à assembler : il fond et pénètre par capillarité dans les deux pièces préalablement chauffées. En refroidissant, il redevient dur et maintient les deux parties entre elles.

Fers et lampes à souder, instruments du brasage tendre

Le brasage tendre, appelé encore soudage à l'étain, nécessite un outillage chauffant à moins de 450 °C (fer ou lampe à souder), la température de fusion de l'étain variant de 180 à 250 °C selon la teneur en étain du métal d'apport. Ce type de soudage offre une résistance mécanique relativement faible (5 kg/mm2). Il est réservé aux pièces qui ne sont pas soumises à de fortes sollicitations ni à dilatation et qui ne supportent pas le contact d'une flamme (liaisons électriques, armatures d'abat-jour, canalisations d'eau en cuivre, soudure du zinc), et aux assemblages sans résistance mécanique de cuivre, laiton, plomb, zinc, fer et acier.

Les fers à souder électriques les plus courants sont qualifiés de “lents” parce qu'il leur faut plusieurs minutes avant d'atteindre leur température de travail. Celle-ci peut s'élever jusqu'à 330 ou 550 °C environ suivant les modèles, avec une puissance variant de 15 à 80 W. La panne, l'embout chauffé, est interchangeable : il en existe de diverses formes en fonction du type de soudure à effectuer. Plus elle est fine, plus la précision est importante.

Quant aux fers dits “rapides”, ils sont recommandés pour les soudures dans un environnement qui ne supporte pas la chaleur (l'électronique, par exemple). Généralement en forme de pistolet, d'une puissance de 100 W, ils fournissent la bonne température presque instantanément.

La lampe à souder est alimentée par une cartouche à gaz jetable (52 à 450 g selon le modèle). Légère, facile d'emploi, sans danger et totalement autonome, elle permet de travailler partout et dans n'importe quelle position. équipée d'une poignée et d'un bouton d'ouverture et de réglage, d'un allumage manuel ou automatique, elle peut recevoir différents brûleurs, suivant l'ouvrage à effectuer. Des pannes spéciales, dites “à la flamme”, s'adaptent sur ces lampes pour réaliser des travaux de petite chaudronnerie, zinguerie...

Le chalumeau aérogaz, indispensable au brasage fort

Le brasage fort garantit des assemblages d'une résistance mécanique de 40 à plus de 50 kg/mm2. Cette technique est destinée au soudage de tous les métaux, particulièrement à celui des canalisations d'eau en cuivre, et même de gaz. Le brasage fort nécessite une température de 600 à 900 °C et un métal d'apport approprié à la nature des métaux à souder.

Le chalumeau aérogaz est l'outil adapté au brasage fort. Il constitue le matériel de base pour la soudure en plomberie. Réservé aux mêmes utilisations que la lampe à souder, le chalumeau, beaucoup plus puissant, atteint 1 850 °C, et peut réaliser aussi des soudobrasages (voir ci-dessous). Il se compose de trois éléments : une poignée qui comporte le système d'alimentation en gaz butane (réservoir rechargeable de 0,40 ou 1,80 kg) et un robinet d'ouverture-fermeture et de réglage ; un tuyau de raccordement à la bouteille de gaz liquide ; une lance ou un brûleur interchangeable à débit plus ou moins important et à flamme plus ou moins fine selon les travaux à effectuer.

La technique du brasage fort exige l'emploi de métal d'apport, appelé brasure, compatible avec celui des pièces à souder. Le tableau ci-contre indique le type de brasure à choisir, la technique de soudage et la résistance mécanique obtenue. à noter qu'avec une brasure cuivre-phosphore, destinée exclusivement à l'assemblage du cuivre, on a une résistance mécanique de 50 kg/mm2. Elle passe à 65 kg/mm2 avec l'alliage cuivre-phosphore-argent (5 %).

Le chalumeau bigaz autorise le soudobrasage et le brasage autogène

La soudure au chalumeau recouvre généralement deux techniques de soudure : le soudobrasage et le soudage autogène. Le chalumeau bigaz, polyvalent, convient aux deux. Il fonctionne par la combustion d'un gaz combiné avec le meilleur des comburants, l'oxygène pur. La flamme produite atteint 2 850 °C grâce à cette pureté. Ces matériels bigaz peuvent réaliser des découpes, des microsoudures et, bien évidemment, aussi des brasages nécessitant des températures moins élevées. L'équipement d'un chalumeau bigaz comprend une bouteille de gaz GPL (mélange de butane et de propane ou mélange spécifique à haut pouvoir calorifique) et une autre d'oxygène, chacune disposant d'un manomètre pour régler leur débit, plus une ou plusieurs buses interchangeables. Le diamètre de celles-ci est choisi en fonction de l'épaisseur ou du diamètre des pièces à souder.

Le soudobrasage assure des assemblages à haute résistance sur la plupart des métaux, sans que les éléments à souder soient nécessairement jointifs. Les deux pièces métalliques, de même nature ou pas, sont solidarisées par le dépôt entre elles d'un métal d'apport, la brasure de laiton enrobé, dont la température de fusion est de 900 °C. Après refroidissement, il constitue en quelque sorte un joint qui “colle” les deux parties. La résistance mécanique est de 40 kg/mm2.

Le soudage autogène à la flamme diffère du soudobrasage par son mode d'assemblage. Il s'effectue sur des métaux (avec ou sans métal d'apport) de même nature, par “fusion” à 1 500 °C des matériaux entre eux, et non par “collage”. La résistance mécanique est beaucoup plus importante (55 kg/mm2). Si le soudage autogène à la flamme s'apparente au soudage à l'arc, il est toutefois limité aux éléments métalliques de 3 mm d'épaisseur au maximum.

Manuels, à onduleur ou MIG-MAG, des postes destinés au soudage à l'arc

Le soudage à l'arc est l'assemblage de deux pièces métalliques de même nature réalisé à l'aide d'un arc électrique. Celui-ci est produit par le passage d'un courant électrique de forte intensité entre les éléments à souder et une électrode. Il faut disposer d'un poste de soudure à l'arc alimenté en 230 ou 380 V, équipé d'un porte-électrode et d'une pince de masse. L'électrode est composée d'une baguette métallique, l'âme, qui constitue le métal d'apport, entourée d'une gaine, l'enrobage. La chaleur fournie par l'arc, plus de 3 000 °C, très localisée, assure en même temps la fusion du métal des parties jointives des pièces à assembler et celle du métal de l'électrode. Pendant la fusion de l'électrode, une partie de l'enrobage se consume en libérant un écran gazeux qui protège la soudure de la corrosion et entraîne les impuretés contenues dans les métaux en fusion pour former une croûte, le laitier. Les soudures obtenues sont extrêmement résistantes, les éléments assemblés ne constituant plus qu'une seule masse.

L'achat d'un poste à souder à l'arc intéresse les bricoleurs avertis qui aiment la ferronnerie. Pour des usages occasionnels, comme la réparation d'objets métalliques, la location est préférable. Deux critères sont à considérer avant d'acheter ou de louer un tel matériel. La tension d'amorçage ou à vide (symbolisée par U0) doit être élevée : l'amorçage sera plus facile, et la gamme d'électrodes plus large. L'intensité de soudage (symbolisée par I2) détermine l'épaisseur des pièces que l'appareil peut assembler et le diamètre des électrodes utilisables. Le champ de réglage de l'intensité s'effectue par shunt magnétique, assez fastidieux à employer ou, mieux, par variateur électronique.

Les postes à arc manuels, à shunt ou électroniques, sont les plus simples, les moins chers, mais ne peuvent souder que des aciers épais. Pour choisir le modèle qui vous convient, vérifiez que sa tension à vide est d'au moins 45 V. Le nombre d'électrodes/heure indique la quantité maximale d'électrodes que le poste peut consommer la première heure, puis la seconde, pour un diamètre déterminé, avant qu'il disjoncte.

Les postes à onduleur, ou inverter, transforment le courant du secteur en courant continu de très hautes fréquences. Cette technique permet d'avoir des postes très performants, légers, compacts, faciles à transporter et utilisables en bandoulière.

Les postes MIG-MAG à soudure continue sont conçus pour assembler des pièces, fines ou épaisses, en acier, inox ou aluminium. à la place de l'électrode, il y a une bobine de fil, également en acier, inox ou aluminium. Celui-ci est poussé automatiquement et passe à travers une torche qui remplace le porte-électrode. Pendant la soudure, le bain de soudage est protégé de la corrosion par un gaz qui traverse la torche, appelé MIG (metal inert gas) ou MAG (metal active gas) selon sa nature, et conditionné dans une bonbonne séparée. Des soudures précises et nettes, sans laitier, la facilité d'amorçage (collage de l'électrode impossible) sont les atouts de ces matériels. Certains peuvent fonctionner sans gaz (no gas) grâce à l'emploi d'un fil spécial fourré qui n'exige pas de protection. Ils sont indiqués pour réaliser des soudures de haute résistance, mais aussi pour travailler à l'extérieur, même en présence de vent.

Le facteur de marche détermine la durée d'utilisation maximale des onduleurs et des postes MIG-MAG sans surchauffer ni disjoncter. Exprimé en pourcentage, il permet de calculer le temps de soudage sous l'intensité la plus forte.

Jean-Pierre Decroix


Mots-clés :

BRICOLAGE , OUTILLAGE




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