Soudage MIG-MAG

Ce procédé est entré en concurrence avec l'électrode enrobée afin d'augmenter la productivité en réduisant les temps d'arrêts pour changer d'électrode. À son apparition, il a été affecté d'une mauvaise image, notamment celle d'augmenter le risque de collages (défaut rédhibitoire en tenue en fatigue). Cependant, cette image résulte d'une mauvaise exploitation du procédé, car un soudeur qualifié avec un mode opératoire qualifié réalisera des soudures d'excellente qualité.

C'est le procédé de soudage le plus utilisé industriellement au XXI^e siècle.

• 131 : Soudage MIG avec fil - électrode fusible
• 132 : Soudage MIG avec fil fourré de flux (auparavant 137 soudage MIG avec fil fourré)
• 133 : Soudage MIG avec fil fourré de poudre métallique (auparavant 137 soudage MIG avec fil fourré)
• 135 : Soudage MAG avec fil - électrode fusible
• 136 : Soudage MAG avec fil fourré - électrode fusible[4]
• 138 : Soudage MAG avec fil fourré de poudre métallique

Vue en coupe d'une torche de soudage MIG-MAG :
(1) Tête de torche de soudage,
(2) Isolant électrique (pièce en blanc) et embout de vissage du tube contact (pièce en jaune),
(3) Diffuseur de gaz,
(4) Embout du tube contact-type,
(5) Buse métallique

Le poste à souder MIG-MAG est composé d'un dévidoir de fil à souder et d'un générateur de tension.(15 V= à 45 V=)

Lors de l'appui sur la gâchette de la torche à souder, trois action se produisent en parallèle : le fil de soudure se déroule et avance à une vitesse programmée à l'avance sur le poste, le gaz s’échappe de la buse, le fil électrifié par le tube contacte et crée l'arc électrique.

Au contact de la pièce à souder reliée à la masse du poste, le fil commence à fondre puis un arc se forme entraînant la fonte du fil d'une part et de la pièce d'autre part. Ce procédé est ensuite répété n fois par seconde, en fonction des réglages du poste. Dans le cas du MAG, les réglages de l'augmentation de la tension, de la vitesse du fil, du recul de l'embout contact, et du changement du mélange gazeux pour plus d'argon, permettent d'avoir soudure sans contact entre la pièce et l'électrode. Deux procédés fonctionnent sur ce mode: globulaire et pulvérisé. Ils permettent un dépôt de soudure plus important.

La vitesse du fil et la tension du poste doivent être proportionnelles afin que l'arc ne remonte pas le long du fil si trop de puissance, ou que le fil ne vienne pas court-circuiter l'arc s'il avance trop rapidement.

Cette proportionnalité est liée à la métallurgie des nuances ou des alliages en présence.

Certains postes sont dits synergiques car une fois l'un des paramètres réglé, le poste adapte l'intensité à la vitesse ceci afin de garder une énergie de soudage constante. L'usage de la SELF permet de régler l'intensité.

Le soudage MIG-MAG se prête bien à l'automatisation totale au travers d'installation robotique. Il permet une grande flexibilité de mise en œuvre :

• soudage de différents matériaux : aciers C-Mn, aciers inoxydables, alliages d'aluminium, alliages de titane...
• soudage en position : Toutes positions, en angle : FW PA et PB (à plat), FW PC (corniche), FW PD (plafond) et en bout a bout : BW PA, BW PC, BW PE
• utilisations de fils fourrés de 0,6 à 2,4 mm de diamètre
• soudage manuel semi-automatique
• automatisation sur poutre, robotisation plus ou moins poussée : du robot standard, à la robotique « intelligente » : suivi de joint auto adaptatif

Des variantes du procédé permettent :

• l'amélioration de la productivité : MAG bi-fil, MAG fort diamètre, utilisation de fils fourrés augmentant le taux de dépôt
• l'augmentation de l'étendue d'application du procédé vis-à-vis du soudage des tôles fines par réduction de l'énergie de soudage : procédés « froids » dérivés du MIG-MAG : Cold metal transfer (CMT de Fronius), Cold Process (Quinto CP de Cloos), Citowave (Air liquide Welding), Cold Arc (EWM)...

Il est possible en 2009 de souder des tôles de 0,5 mm d'épaisseur avec des vitesses d'avance de soudage élevées jusqu'à 5 m/min tout en assurant un cordon régulier et de qualité.

Régulateur de pression utilisé pour contrôler le débit de gaz : le manomètre de gauche indique la pression dans la bouteille de gaz, celui de droite le débit en litres par minute.

L'atmosphère de protection diffère selon le type utilisé MIG ou MAG :

Pour le MIG, les soudeurs utilisent de l'hélium, de l'argon ou un mélange des deux :

• Hélium : arc plus chaud, adapté au soudage des pièces épaisses[5] ;
• Argon : bonne pénétration et arc concentré[5].

Pour le MAG, les soudeurs utilisent un mélange d'argon et de dioxyde de carbone (en général du C-25 : 75 % d'argon et 25 % de CO₂). On ne peut souder que des aciers avec ce type de protection active :

• Le CO₂ se décompose en monoxyde de carbone et en ozone sous l'effet de l'arc. L'ozone peut oxyder le métal. Le soudage est rapide, avec une bonne pénétration, mais il convient d'utiliser un fil désoxydant[5]. Le transfert du métal se fait par gouttes. Lorsqu'une goutte tombe, elle crée un court-circuit : la tension chute et l'intensité augmente. Une fois la goutte tombée, on a un pic de tension et une chute d'intensité. Les générateurs à impulsions s'inspirent de ce phénomène pour contrôler le transfert du métal.
• Dioxygène : agit comme le CO₂.

Le soudage MIG-MAG se caractérise par différents modes de transfert du métal dans l'arc électrique :

• transfert par court-circuit ;
• transfert globulaire ;
• transfert par pulvérisation axiale ;
• transfert par veine rotative.

Le MIG/MAG est utilisé systématiquement lorsqu'on recherche du rendement (soudage en continu) et/ou de fortes épaisseurs de cordons (charpentes métalliques)

Cependant comme l'arc est produit entre la pièce et le fil de soudage, la pénétration dépend du diamètre du fil de soudage. Si le diamètre est trop faible, il est aisé de réaliser une soudure très esthétique mais avec peu de pénétration.

C'est pour cette raison que le secteur de la chimie utilise plutôt l'électrode enrobée (MMA) et le TIG (GTAW) pour réaliser la jonction de tuyauteries.