Pourquoi peut-il y avoir un manque de fusion dans une soudure ?

Le manque de fusion correspond à une liaison incomplète entre les métaux

Pendant le soudage, l’arc doit faire fondre suffisamment le métal de base pour permettre au bain de fusion de s’y unir. Dans un assemblage multipasse, chaque nouvelle passe doit également assurer une fusion correcte avec le métal déjà déposé. Si une zone n’est pas réellement fondue, une interface non liée peut rester emprisonnée dans le joint.

Le manque de fusion peut apparaître sur un flanc du joint, entre deux passes ou dans certaines configurations à proximité de la racine. Il n’est pas toujours visible à la surface : un cordon peut présenter un aspect extérieur régulier tout en contenant une zone non fusionnée à l’intérieur.

Un apport thermique insuffisant peut empêcher la fusion du métal de base

Si l’énergie fournie par l’arc est insuffisante, le métal d’apport peut fondre et se déposer sans que le métal de base soit suffisamment porté à fusion. Le cordon donne alors l’impression d’être posé sur la pièce plutôt que réellement lié à celle-ci.

Une intensité trop faible peut contribuer à cette situation, mais le réglage doit toujours être considéré avec les autres paramètres du procédé. La tension, la vitesse de fil, la vitesse d’avance et la longueur d’arc influencent elles aussi le comportement du bain. Notre FAQ consacrée à l’intensité à régler pour souder permet d’approfondir ce point.

Une vitesse d’avance trop élevée réduit le temps disponible pour fondre les flancs

Lorsque le soudeur avance trop rapidement, l’arc reste moins longtemps sur chaque zone du joint. La quantité d’énergie transmise localement peut alors devenir insuffisante pour obtenir une fusion correcte des bords, même si le métal d’apport continue à former un cordon.

La vitesse doit donc permettre à l’arc d’agir sur le métal de base avant que le bain ne le recouvre. À l’inverse, avancer extrêmement lentement n’est pas toujours une solution : un bain trop volumineux peut passer devant l’arc et limiter son action directe sur les flancs du joint. Il faut rechercher un équilibre entre énergie, déplacement et volume de métal déposé.

Une mauvaise préparation du joint peut empêcher l’arc d’atteindre certaines zones

Lorsque l’ouverture d’un chanfrein est trop étroite ou que l’accès au fond du joint est insuffisant, l’électrode ou la torche peut difficilement être orientée vers les deux flancs. L’arc agit alors davantage sur une zone que sur l’autre et laisse une partie du métal sans fusion correcte.

Le diamètre de l’électrode, la taille de la buse et la géométrie du joint doivent donc être compatibles. Une préparation adaptée ne sert pas uniquement à laisser de la place au métal d’apport : elle doit aussi permettre à l’arc d’atteindre efficacement les surfaces qui doivent être fondues.

Un mauvais angle de torche ou d’électrode peut diriger l’arc au mauvais endroit

La direction de l’arc influence directement la zone dans laquelle l’énergie est concentrée. Si la torche ou l’électrode est inclinée de manière excessive vers un côté du joint, le flanc opposé peut recevoir trop peu de chaleur pour fusionner correctement.

Le soudeur doit donc observer le bain et vérifier que les deux bords du joint participent réellement à la fusion. Dans certaines positions ou géométries, une légère modification de l’angle de travail suffit à améliorer fortement la liaison avec le métal de base.

Un mauvais nettoyage entre les passes peut favoriser le manque de fusion

Dans un assemblage multipasse, la surface de chaque cordon doit être correctement préparée avant le dépôt de la passe suivante. Du laitier, des oxydes, des projections importantes ou d’autres contaminants peuvent gêner l’action directe de l’arc et empêcher une liaison correcte entre les deux couches de métal.

Le nettoyage entre passes est particulièrement important avec les procédés qui produisent du laitier. Il faut également surveiller les creux situés au raccordement d’un cordon précédent, car une géométrie difficile d’accès peut favoriser à la fois l’accumulation de contaminants et une fusion insuffisante lors de la passe suivante. Le TWI détaille également les principales causes du manque de fusion entre passes et sur les flancs d’un joint.

Le manque de fusion ne doit pas être confondu avec le manque de pénétration

Les deux défauts sont proches par leur apparence interne mais ne désignent pas exactement la même situation. Le manque de fusion concerne une zone où deux parties qui auraient dû être fondues ensemble ne sont pas correctement liées, par exemple entre le cordon et un flanc du joint ou entre deux passes.

Le manque de pénétration concerne plus spécifiquement une fusion insuffisante à la racine de l’assemblage : le cordon n’atteint pas suffisamment la profondeur nécessaire. La prochaine question de cette FAQ est justement consacrée à ce défaut afin de distinguer clairement leurs causes.

Un manque de fusion peut rester invisible depuis la surface

Une difficulté particulière du manque de fusion est qu’il peut être complètement enfermé dans la soudure. Un contrôle visuel ne permet alors pas nécessairement de le détecter. Sur des assemblages soumis à des exigences de qualité particulières, des méthodes de contrôle non destructif peuvent être nécessaires pour rechercher certaines discontinuités internes.

Le contrôle par ultrasons peut notamment être adapté à la recherche de certains manques de fusion, selon le matériau, la géométrie et les conditions d’examen. Le choix de la méthode de contrôle dépend cependant toujours de l’assemblage et des exigences applicables à la fabrication.

Comment éviter un manque de fusion pendant le soudage ?

Il faut d’abord vérifier que la préparation du joint permet réellement d’atteindre les surfaces à fusionner. Les pièces et les passes précédentes doivent être suffisamment propres, tandis que le diamètre du consommable et l’accès de la torche ou de l’électrode doivent rester compatibles avec la géométrie de l’assemblage.

Les paramètres doivent ensuite fournir suffisamment d’énergie sans créer un bain excessif qui masquerait l’action de l’arc. Une vitesse régulière, une longueur d’arc maîtrisée et un angle permettant de diriger correctement l’énergie vers les flancs contribuent à obtenir une liaison continue entre le métal déposé et le métal de base.