soudure.

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soudure. n.f. TECHNIQUE : interface d'assemblage permanent de deux pièces,
par fusion-solidification de leurs surfaces en contact, ou participation de ces surfaces à
une solution solide avec un métal ou alliage différent, plus fusible qu'elles, apporté à
l'état liquide ; ce métal ou cet alliage d'apport lui-même. Il arrive également que l'on
appelle soudure l'exécution d'un tel assemblage, mais le langage technique moderne
tend à privilégier l'emploi du mot soudage dans cette dernière acception. Les
assemblages soudés se distinguent fondamentalement des assemblages collés, dans
lesquels les surfaces en contact développent des liaisons moléculaires avec un adhésif,
sans subir aucune modification, ni par fusion ni par entrée en solution solide avec un
métal d'apport.
L'assemblage par soudage concerne certains matériaux thermoplastiques. C'est
ainsi que les tuyauteries en polypropylène sont assemblées par soudage, et que les sacs
en polyéthylènes ou polypropylènes divers sont exécutés en fermant un tronçon de
gaine par soudage (soudure basse), puis sont définitivement fermés par soudage après
remplissage (soudure haute), lorsqu'ils doivent être étanches (engrais, ciment). Mais ce
type d'assemblage est principalement utilisé pour les pièces métalliques. Il s'est
historiquement développé avec l'assemblage de pièces et de tuyauteries, ou avec
l'exécution de connexions électriques fixes, dont les matériaux de base étaient en
alliages de cuivre, grâce à l'apport d'alliages fondus à base d'étain ; les surfaces à
assembler étaient préalablement décapées, puis entraient en solution solide, sans fondre
elles-mêmes, avec le métal d'apport. Une telle soudure, dite tendre, demeure très
utilisée en électronique et dans l'exécution des réseaux de tuyauteries sanitaires ou
industrielles en laiton ; elle s'effectue généralement au fer à souder, chauffé
électriquement ou grâce à la flamme d'une lampe à souder.
Les soudures résistantes imposent la fusion ou le ramollissement des interfaces
concernées. Elles ont été initiées pour des pièces de petites dimensions, sous forme de
soudure autogène, effectuée au chalumeau oxhydrique, puis oxyacétylénique, par
simple rapprochement des interfaces fondues, sans métal d'apport. Cette technique
demeure encore aujourd'hui la technique de base des ferronniers d'art ; l'usage veut
que l'on maintienne la qualification d'autogène aux variantes de cette technique qui
comportent l'intervention d'une petite quantité de métal d'apport, s'il est de même
nature que le métal constitutif des pièces à souder. L' aluminothermie ( voir ce mot )
permit ensuite de souder bout à bout des profilés importants, tels que des rails, en
plaçant à leur interface un mélange d'oxydes métalliques et de poudre d'aluminium ;
l'amorçage de la réduction très exothermique des oxydes par l'aluminium permettait au
mélange de dépasser largement la température de fusion de l'acier et assurait ensuite la
soudure des profilés par l'intermédiaire de l'alliage d'apport naissant, qui résultait de la
réduction des oxydes. On a également procédé, dans le passé, à des assemblages
soudés par forgeage de pièces portées à leur point de ramollissement ; ce procédé
n'est plus guère utilisé de nos jours, sauf pour la réalisation de certaines médailles et
pièces de monnaie bimétalliques. Les deux techniques d'assemblage actuellement
dominantes sont la soudure électrique par points et la soudure à l'arc. La soudure
électrique par points s'applique aux assemblages de tôles minces ou à l'assemblage de
telles tôles avec des profilés légers ; elle consiste à faire pincer les deux pièces à
assembler par deux électrodes entre lesquelles on fait passer un courant électrique
intense. On obtient ainsi un fort échauffement local : la conjonction d'un début de
ramollissement et de la pression élevée due au pincement provoque une soudure
ponctuelle. C'est ainsi que sont réalisées les coques ou carrosseries d'automobiles

modernes (l'exécution de nombreuses soudures par points le long d'une chaîne de
fabrication est un processus facilement robotisable). La soudure à l'arc concerne
l'assemblage de pièces en tôle d'épaisseur moyenne ou forte ; on met en contact les
lèvres à assembler, après les avoir usinées en chanfreins, ce qui dégage entre elles une
auge en forme de U ou de V. Une baguette de soudure portée par un outil est reliée à
l'une des polarités d'un générateur électrique, l'autre étant reliée aux pièces à
assembler. L'amorçage d'un arc sur l'une des pièces déclenche la fusion du métal
d'apport et des lèvres en présence ; l'auge se remplit progressivement par passes
successives conduites à la main ou par une machine de soudage automatique. C'est
ainsi que sont effectués, aujourd'hui, les assemblages de rails longs, d'éléments de
charpentes métalliques, de tôles et de pièces de forme constituant les capacités
chaudronnées. Les réacteurs comportant des parois de très forte épaisseur (réacteurs
chimiques à haute pression ou réacteurs nucléaires) sont généralement constitués de
viroles cylindriques monolithiques bigornées sur broche, assemblées entre elles par
soudure circulaire. Le remplissage de l'auge (dont la profondeur peut atteindre 25 cm)
nécessite des dizaines de passes successives ; les pièces à assembler sont préchauffées
à la flamme pour éviter une évacuation trop rapide, dans leur masse, de la chaleur
apportée par chaque cordon de soudure, évacuation qui pourrait empêcher la soudure
de se réaliser normalement, par fusion superficielle de la lèvre concernée. Les
métallurgistes sont particulièrement attentifs, lors de la construction des réacteurs de
forte épaisseur, à l'évolution du métal des viroles au voisinage des zones de soudure
(zones dites affectées par la chaleur) et au risque de dégradation de ses
caractéristiques mécaniques, si le processus thermique global n'était pas bien contrôlé.

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