Le soudage : cours de CAP Serrurier métallier

Un serrurier métallier fabrique et pose des ouvrages en métal : escaliers, garde-corps, portails, tables, structures. Pour y arriver, il suit presque toujours le même chemin : il prépare les pièces, il les coupe, il les usine, puis il les assemble. Le soudage appartient à cette dernière étape. C'est l'un des gestes qui donnent sa solidité à l'ouvrage, et c'est aussi l'un de ceux où une erreur se voit le plus.

Dans ce cours, tu vas voir où le soudage se place dans la fabrication, comment on prépare un assemblage, quels procédés existent, ce qui arrive au métal quand on le chauffe, quels défauts peuvent apparaître et comment les éviter. Tu as déjà étudié les métaux : c'est ta base de départ.

Retiens une idée simple : on ne soude pas une pièce, on soude un ensemble qui a été pensé avant. La qualité d'une soudure dépend de ce qui précède (lecture du plan, découpe, préparation des bords) autant que du geste lui-même.

Les techniques de fabrication des ouvrages métalliques s'enchaînent dans un ordre logique. Les pièces sont d'abord débitées : tronçonnage, cisaillage ou découpage au laser. Elles sont ensuite usinées par fraisage, perçage, poinçonnage ou meulage. Vient enfin l'assemblage, par soudage, vissage ou collage.¹

Un débutant pense souvent que tout se joue quand l'arc est allumé. En réalité, une grande partie du résultat est décidée avant. La formation enseigne les techniques qui précèdent le soudage : le découpage, l'assemblage, le chanfrein et le pointage.⁵

Pourquoi pointer ? Parce que la chaleur fait bouger les pièces. Si tu soudes un cordon complet sans rien fixer avant, tu ne maîtrises plus la forme de l'ensemble. Les points tiennent les pièces en place pendant que tu avances.

Le plan commande tout. L'élève apprend à décoder les caractéristiques techniques d'un ouvrage (géométrie, cotes) à partir d'un plan sur papier ou d'un plan numérique réalisé avec un logiciel 3D.⁵ Avant de préparer quoi que ce soit, tu lis les cotes, tu repères les pièces à assembler et l'endroit où chaque cordon doit aller.

Il n'existe pas un seul soudage, mais plusieurs procédés. Les formations aux métiers du métal citent le soudage par fusion, le soudage à l'arc, les procédés TIG, les procédés semi-automatiques et le soudage par résistance.⁵ L'élève étudie aussi la technologie du soudage à l'arc, du TIG, du soudage semi-automatisé à l'arc, du MIG et du MAG.⁵

Le soudage par fusion désigne les procédés où le métal est amené à l'état liquide au niveau du joint : l'arc, le TIG, le MIG et le MAG en font partie. Le soudage par résistance est cité à part dans la liste.⁵ Le soudage à l'arc, le TIG, le MIG et le MAG sont les procédés que tu rencontreras le plus en atelier de formation.

Les procédés se distinguent aussi par leur degré d'automatisation : le programme parle de procédés semi-automatiques et de soudage semi-automatisé à l'arc.⁵ Cela veut dire qu'une partie du travail (par exemple l'avance du métal d'apport) est assurée par la machine, alors que le soudeur guide encore le geste.

Quand tu soudes, le métal fond à l'endroit de la jonction. Cette partie liquide s'appelle le bain de fusion. Il ne coule pas n'importe où : il est contenu par le métal solide qui l'entoure.⁴

Cette retenue dépend de la façon dont la pièce est placée. La façon dont la pièce et le joint sont orientés joue sur l'équilibre du bain : c'est la position de soudage.⁴ Toutes les positions autres que le soudage à plat sont désignées sous le terme général de soudage en position.⁴

À plat, la pesanteur aide : le bain reste posé sur la pièce. Dès que la pièce est inclinée ou verticale, le liquide a tendance à glisser, et le geste doit être plus précis.

Souder, c'est chauffer fortement une petite zone. Le métal ne réagit pas seulement là où il fond : il réagit aussi à côté. Aux abords immédiats de la zone fondue, il subit les effets du cycle thermique de soudage.² Cette partie voisine, chauffée sans avoir fondu, est la zone affectée thermiquement, notée ZAT (on dit aussi zone touchée thermiquement).²⁵

La chaleur a plusieurs conséquences. La formation enseigne les conséquences physiques, mécaniques et de corrosion du soudage, dont le retrait, c'est-à-dire la tendance de la pièce à se rétracter en refroidissant.⁵ Elle enseigne aussi l'incidence des traitements thermiques sur la structure des métaux.⁵

Les déformations dépendent du type de soudure réalisé.³ Cela confirme ce que tu observes en atelier : deux cordons de forme différente n'entraînent pas les mêmes déplacements de la pièce.

L'organisation du travail joue aussi : on parle d'optimiser la procédure de soudage et la séquence de soudage, c'est-à-dire l'ordre dans lequel on réalise les cordons, pour limiter les ennuis dans la ZAT.² Tu peux retenir un réflexe simple : on ne soude pas tout d'un côté puis tout de l'autre sans réfléchir, on répartit l'effort de la chaleur.

Un défaut de soudage est une anomalie dans le cordon ou à côté de lui. Les ressources présentent les différents types de défauts et de déformations qui peuvent apparaître.³ Les fissures forment une grande famille : elles se divisent en deux catégories selon l'endroit où elles apparaissent.³

Chacune de ces causes se corrige par un réflexe. Une buse bouchée se nettoie. Un mauvais angle se rectifie en posant mieux la torche. Un arc trop long se raccourcit en rapprochant l'outil de la pièce. L'eau et les impuretés s'évitent en nettoyant et en séchant les surfaces avant de souder. Un courant trop faible se règle, et une vitesse trop élevée se ralentit.

Le contrôle des soudures fait partie de la formation : l'élève apprend à contrôler les soudures, et le programme aborde la qualité, le contrôle en soudage, les défauts et les déformations.⁵ Contrôler ne veut pas dire punir : c'est la manière de vérifier que l'ouvrage pourra remplir son rôle.

Enfin, le soudage s'accompagne de risques. Les étudiants doivent comprendre les risques encourus lors du soudage.² Il existe des normes qui fixent des règles de sécurité en soudage, en coupage et pour les procédés connexes.³ Les principaux risques sont le rayonnement de l'arc, qui brûle les yeux et la peau (masque ou cagoule à filtre adapté, même pour un point rapide), les fumées (aspiration et ventilation), les brûlures et les projections (gants, vêtements ignifugés, chaussures de sécurité), le choc électrique (matériel et câbles en bon état, pas de travail sur un sol mouillé) et l'incendie (on éloigne tout ce qui peut brûler). Respecte aussi les consignes de ton atelier avant chaque séance.