Dans l’industrie de la mécanique de précision, les solutions d’assemblage par fusion du métal sont souvent utilisées dans le nucléaire, l’agro-alimentaire mais également dans le spatial, l’aéronautique ou le médical. La soudure et la chaudronnerie sont les deux métiers majeurs mis en œuvre pour transformer les métaux en feuille et réaliser des ensembles mécano-soudés complexes.
La Soudure
Il existe de nombreux procédés pour assembler des pièces métalliques par fusion. Les principaux sont :
Le Soudage TIG (Tungstène Inert Gaz)
Ce soudage est obtenu grâce à l’arc électrique entre la pièce à souder et l’électrode infusible en tungstène. L’énergie obtenue permet d’amener le métal à la fusion et d’y apporter manuellement (pour les TIG manuels) un supplément appelé métal d’apport. L’arc électrique se créé entre l’électrode et la pièce à souder qui est protégée par un gaz neutre (Argon ou Hélium). Ce procédé est essentiellement utilisé dans l’industrie aéronautique.
Le Soudage MIG
Ce soudage est un procédé très utilisé dans l’industrie de nos jours. Pour ce procédé, un arc électrique est obtenu entre la pièce à souder et le fil d’apport. Lorsque l’arc est obtenu, on fait dérouler (dévider) ce fil d’apport à vitesse régulière dans le bain de fusion généré par la puissante énergie de l’arc. On réalise un cordon de soudure par mélange du métal d’apport et du métal de base, en fusion pendant la fusion. Il est réalisé sous protection gazeuse.
La Soudure à l’Arc (Electrode enrobée)
Ce procédé utilise des baguettes comme métal d’apport. La soudure à l’arc (électrode enrobée) consiste à fondre l’acier des pièces à souder et de les assembler grâce à un apport de métal (électrode). La fusion est obtenue par une température très élevée (plus ou moins 3200°C) qui est obtenue par arc électrique entre la pièce à souder et l’électrode. L’arc électrique et une sorte d’ « éclair » de très forte puissance qui dégage à la fois une lumière, une énergie et une chaleur intense. L’électrode fond dans le bain de fusion formant ainsi la soudure, l’enrobage de l’électrode (laitier) fond à la température de l’arc et protège la soudure contre l’oxydation.
Le Soudage par points
Ce procédé de soudage par résistance fonctionne par la superposition de deux métaux à assembler avant de les serrer entre 2 électrodes. Une énergie calorifique est générée entre les deux électrodes, ce qui provoque la fusion des pièces sur la surface serrée. La soudure s’exécute après serrage de ces électrodes pendant la fusion. Les pièces s’assemblent de cette façon.
La Chaudronnerie
La chaudronnerie consiste à la mise en œuvre des métaux en feuilles, des tubes et des profilés entrant dans la réalisation d’équipements destinés aux secteurs des industries de l’alimentaire, de la chimie, de l’énergie (pétrole, gaz, nucléaire), de l’aéronautique et de l’espace, de la charpente (bâtiments, ouvrages d’art, ponts, structures métalliques terrestres et marines), de la manutention et du traitement des gaz et des liquides (canalisations terrestres et marines, équipement sous pression) et de leurs stockages (cuves et réservoirs de stockages aériens, semi enterrés ou enterrés), de la navale, de l’automobile, de la menuiserie et du mobilier métallique. C’est une branche généraliste de l’industrie à l’origine de nombreux autres métiers plus spécialisés comme les métiers de tuyauteur, charpentier ou menuisier métalliques.
Un chaudronnier doit parfaitement maitriser les notions d’allongement et de rétreinte de la matière. C’est pour cela que l’action de chaudronner est complémentaire et souvent indispensable à l’action de souder.
La déformation des métaux en feuille peut s’obtenir de façon mécanique (formage, emboutissage, pliage, etc). Un chaudronnier est cpaable de conformer une tôle manuellement à l’aide de marteaux souvent appelés postillon, de batte de plomb pour les métaux légers (aluminium). Pour cela, il manie l’art de la rétreinte et de l’allongement.
La déformation des métaux s’est fortement mécanisée. Le métier de chaudronnier formeur a pratiquement disparu de l’industrie, bien qu’on en trouve encore dans l’artisanat d’art.
DEux métiers étroitement liés
Dans l’industrie aéronautique, le chaudronnier et le soudeur se complètent, parfois ces deux compétences sont possédées par une même personne.
Le chaudronnier prépare les pièces à assembler par soudage, de façon à permettre un accostage parfait afin de faciliter la soudure.
Le soudeur réalise la soudure selon des processus bien établis appelés QMOS (Qualification de Mode Opératoire de Soudage). Toute soudure génère des déformations, acceptables ou non selon la destination finale des pièces. Ces déformations sont dues à la rétreinte générée par la fusion du métal. L’action de chaudronner des pièces permet de supprimer les contraintes souvent à l’aide d’un postillon parfois à l’aide de machine permettant de réaliser les opérations de rétreinte ou d’allongement.
Lorsque les exigences en termes de tolérances géométriques ou tolérances de formes sont trop élevées, les ensembles sont réalisés en côte ébauche et repris en usinage.