Les procédés de soudage : exercices corrigés de Bac pro TCI

Un atelier de chaudronnerie dispose de plusieurs techniques pour assembler des pièces. Voici la liste : TIG, rivetage, MIG, boulonnage, électrode enrobée (EE), collage, MAG.

1. Recopie uniquement les techniques qui sont des procédés de soudage.
2. Quelles techniques restantes sont des assemblages qui ne font pas fondre le métal de base ?

Un collègue dit : « J'ai fait une brasure sur ce tube. » Un autre répond : « Non, on a soudé. »

1. Quel mot désigne le résultat d'une opération de brasage ?
2. Le soudage et le brasage sont-ils deux procédés d'assemblage différents ou le même ?
3. Dans quel cas le collègue a-t-il raison d'employer le mot « brasure » ?

Sur une cuve en acier, tu dois réaliser un cordon continu de 1,2 m de longueur, à une vitesse d'avance régulière de 240 mm/min.

Calcule la durée de soudage, en minutes.

Le refroidissement d'un joint dépend de l'énergie de soudage : plus elle est élevée, plus le métal voisin reste chaud longtemps ². On rappelle la relation de l'énergie linéique en kJ/mm :

$E=\frac{U\times I}{v\times 1000}$

où $U$ est la tension d'arc en V, $I$ l'intensité en A et $v$ la vitesse d'avance en mm/s.

Une passe est réalisée avec $U = 24$ V, $I = 180$ A et une vitesse d'avance de 300 mm/min. Calcule $E$ en kJ/mm (on néglige le rendement de l'arc).

Lors du soudage à l'arc, le métal chauffe puis refroidit, et la zone touchée par ce cycle sans avoir fondu s'appelle la ZAT ³. On suppose, pour l'exercice, que le métal est modifié dès qu'il dépasse 400 °C et que sa fusion a lieu vers 1 500 °C.

Des thermocouples relèvent la température maximale atteinte à différentes distances de l'axe du cordon :

Distance à l'axe	Température maximale
0 mm	1 500 °C
3 mm	1 100 °C
10 mm	650 °C
25 mm	250 °C

Pour chaque distance, indique s'il s'agit de la zone fondue, de la ZAT ou du métal de base non affecté.

Un robot de soudage MIG/MAG, machine courante en chaudronnerie ¹, dévide un fil à 6 m/min pendant une passe qui dure 5 min d'arc effectif. Le fil utilisé a une masse linéique de 6,2 g/m.

1. Quelle longueur de fil est consommée ?
2. Quelle masse de fil cela représente-t-il, en grammes ?

Un soudeur travaille 8 h dans l'atelier. Un relevé montre que l'arc est allumé pendant 2 h 40 min seulement : le reste du temps est consacré à la préparation, au meulage, au pointage, au déplacement des pièces et aux contrôles.

1. Calcule la part de temps d'arc sur la journée, en pourcentage.
2. Un chef d'atelier propose de gagner 30 min d'arc par jour en rapprochant le poste de la zone de stockage. Quelle serait alors la nouvelle part de temps d'arc ?

Donne le résultat de la question 1.

On te confie la réalisation d'un petit réservoir en tôle d'aluminium. Pour l'aluminium, les technologies disponibles comprennent le TIG, le MIG, le soudage par résistance, le FSW et le soudage laser ⁴.

Trois situations te sont présentées :

• A : un prototype unique, avec des cordons courts et variés.
• B : une série de 2 000 pièces identiques, avec cordons réguliers, tous reproductibles par une machine.
• C : des tôles minces assemblées par points, sans métal d'apport.

Pour chaque situation, propose le procédé le plus adapté parmi ceux de la liste et justifie en une phrase.

Un cordon réalisé avec un poste MAG présente des défauts (aspect irrégulier, projections, trous dans le métal fondu). En inspectant le poste et la pièce, tu relèves :

• la buse de la torche est partiellement bouchée par des projections ;
• la torche est tenue très inclinée par rapport au joint ;
• l'arc est visiblement trop long ;
• la tôle sort d'une zone humide et porte des traces de graisse.

1. Fais le lien entre chaque constat et un risque de défaut.
2. Dans quel ordre corriges-tu ces causes sur le poste, avant de refaire le cordon ?