Le soudage à l'arc à l’électrode enrobée est l'une des techniques les plus couramment utilisées sur les chantiers. Sa bonne exécution est conditionnée bien évidemment par l’habileté du soudeur mais aussi par le choix des électrodes ainsi que du poste de soudure, en fonction des conditions d'utilisation et du résultat attendu.

Génie civil : de nombreux traveaux de soudure réalisés directement sur chantier.

Cette technique de soudage concerne un large éventail d’activités allant du secteur BTP à l'Industrie, en passant par l'Agriculture, la Chimie, la Pétrochimie, la maintenance... et partout où il est nécessaire d'assembler solidement des pièces métalliques. Les électrodes enrobées présentent l'avantage de ne pas avoir besoin d'un gaz de protection du bain de fusion et donc de pouvoir s'utiliser partout, contrairement aux procédés avec apport de gaz qui ne sont pas adaptés au travail en plein air : le vent diluerait ce gaz dans l’atmosphère et des défauts de soudure apparaîtraient.
Bien qu'il n'y ait pas de relation formelle entre l’épaisseur des tôles à assembler et le diamètre des électrodes, il reste que ces diamètres seront logiquement d'autant plus grands que l’épaisseur sera importante. Mais ce choix sera influencé aussi par d'autres facteurs, tels que les nuances d'acier, le type de préparation des tôles (bord à bord ou avec chanfrein, bout à bout pour les tubes...), ou encore la position de soudage (horizontale, verticale...). A titre indicatif, une électrode de 3,2 mm, qui est le diamètre le plus couramment utilisé, permettra de déposer environ 0,5 kg de soudure à l'heure.

Electrodes : quel type d'enrobage ?
Même si le choix du diamètre est quelque peu empirique, il faut ensuite déterminer le type d'enrobage de l’âme métallique des électrodes, sachant que la composition du métal de cette âme doit être aussi proche que possible de celle du métal des pièces à assembler.
Il existe principalement trois grandes familles d’électrodes enrobées :
• Les électrodes dites "rutiles", dont l'enrobage contient une grande quantité d'oxyde de titane. Ce sont des électrodes multi-usages, qui permettent d'obtenir en toutes positions des cordons de bel aspect et de caractéristiques mécaniques moyennes.

Schéma de l'électrode enrobée.

• Les électrodes dites "basiques", dont l'enrobage contient une forte proportion de carbonates. Elles permettent d'obtenir une soudure parfaite pour réaliser des assemblages haute sécurité, de grande résistance. La contrainte est que ces électrodes doivent d'abord être étuvées dans un four pour supprimer l’humidité absorbée par l'enrobage basique qui en est très avide. Cette précaution est indispensable pour garantir la pérennité de la soudure.

Type d'électrode et puissance du poste, un choix fondamental

• Les électrodes dites "cellulosiques", dont l'enro-bage contient une forte proportion de produits organiques qui dégagent lors de leur combustion une grande quantité de gaz protecteur du bain de fusion. Elles s'utilisent surtout pour effectuer les premières passes de "pénétration" des soudages bout à bout de tubes ou de pipe-lines, en opérant de haut en bas (verticale descendante) L'arc électrique pénètre rapidement avec l’âme métallique en fusion dans l’épaisseur du tube et il reste à réaliser une deuxième passe de "bourrage". Pour ces électrodes, l’humidité de l'air n'est pas un inconvénient.

Poste de soudage : quelle puissance ?
Si vous avez la chance de disposer d'une alimentation en électricité (secteur EDF), le poste à souder sera léger, ce qui soulagera largement les manutentions. Sinon, il faudra utiliser un poste autonome à moteur thermique et alternateur intégré, qui fabrique lui-même son courant. Par exemple, un poste de 400 Ampères transporté sur remorque a un poids total de l'ordre de 1500 kg. Quant au choix de la puissance, il s'effectue en fonction du diamètre des électrodes. Une astuce permet de déterminer cette puissance rapidement : il suffit de multiplier le diamètre de l’électrode par 50. Par exemple, pour des électrodes de 3,2 mm, la puissance mini du poste devra être de 3,2 x 50 = 160 A. Mais trop de puissance n'est pas non plus souhaitable car, notamment pour des tôles de faible épaisseur, le soudage virerait vite au découpage !

Signalons enfin qu'il existe des postes à souder à transformateur, à redresseur ou à onduleur :
• Le poste à transformateur modifie simplement le couple intensité/tension pour atteindre les caractéristiques nécessaires à la création de l'arc électrique. C'est ainsi qu'il transformera du courant alternatif 220 V/15 A en alternatif 20 V/100 A. C'est pratique pour les électrodes rutiles et inox qui se satisfont directement du courant alternatif du réseau.
• Le poste redresseur transforme le courant alternatif d'entrée en courant continu améliorant la régularité et la stabilité de l’arc électrique, ce qui permet le soudage avec tout type d’électrodes.
• Le poste onduleur permet de produire un courant continu au moyen d’une régulation électronique. Cela se traduit par un faible poids, un encom-brement réduit, ainsi qu’un déclenchement de l’arc plus franc tout en réduisant la consommation. Ce poste pemet d’utiliser tout type d’électrodes.

Le rechargement des pièces d'usure
Il est encore une pratique très répandue sur les chantiers, dans les entreprises de BTP, et le secteur de l'Agriculture. C'est le rechargement par métal d'apport pour reconstituer le profil d'origine des pièces d'usure sur les godets de pelles, de bulls ou de chargeurs, sur les broyeurs, les concasseurs... Il faut là aussi choisir les électrodes en correspondance avec le métal constitutif des pièces à recharger et avec la résistance souhaitée (à l'abrasion, aux chocs, à la température...). Le plus souvent, en raison de la polyvalence de ces matériels, on choisira un rechargement hybride, d'une bonne tenue à l'abrasion et aux chocs, mais sans privilégier outre mesure l'une des deux caractéristiques au détriment de l'autre. Il s'agit là d'une technique bien spécifique qui mérite quelques développements complémentaires, tout comme le soudage manuel TIG (sous gaz inerte) ou encore par procédés automatiques et semi-automatiques tels que le soudage sous flux gazeux (MIG-MAG), sous flux solide, avec fil fourré sans gaz (INNERSHIELD)... Autant de sujets à aborder dans de prochains numéros !