GMAW vs FCAW – Quelle est la principale différence entre les deux ?

Vous savez peut-être qu'il existe plusieurs types de soudage. Chacun présente ses avantages et ses inconvénients. Parmi ces types, le soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW) et le soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) sont très connus. Ces deux types appartiennent à la catégorie des soudage à l'arc.

Alors, quelle est la principale différence entre les deux ? La principale différence entre le soudage GMAW et le soudage FCAW réside dans leurs électrodes. Elles sont fondamentalement différentes, mais de nombreuses autres caractéristiques et propriétés sont identiques.

Ici, nous discuterons de la différence entre le soudage GMAW et FCAW, le soudage GMAW et SMAW, le soudage SMAW et le FCAW, ainsi que des avantages de tous ces types de soudage.

Qu'est-ce que le GMAW ?

Soudage à l'arc sous gaz métal (GMAW)

Vous avez peut-être déjà vu le soudage à l'arc sous gaz avec fil (GMAW) dans votre atelier, car il est très courant. Les applications de ce type de soudage sont nombreuses, car il est simple et rapide, et le poste à souder est relativement abordable. Le procédé est adaptable et peut être ajusté en fonction des exigences du projet. Le GMAW est parfait pour l'acier et les alliages.

Développé en 1940 pour souder l'aluminium et certains matériaux non ferreux, il a ensuite été utilisé pour l'acier. Au début, seul un gaz inerte était utilisé, ce qui rendait le coût élevé.

Plus tard, l'introduction de gaz actifs comme le dioxyde de carbone et un mélange d'argon et de dioxyde de carbone est devenue plus courante et c'est pourquoi il est devenu courant de l'utiliser pour les matériaux en acier.

Procédé GMAW

Ce procédé, connu sous le nom de soudage sous gaz inerte (MIG), consiste à alimenter un fil-électrode constant à travers un pistolet de soudage protégé par un gaz inerte appliqué séparément. Cette technique comprend :

• Alimentation électrique
• Fil-électrode
• Gaz de protection

Le fil et le gaz de protection sont introduits dans une torche de soudage. Une tension uniforme est nécessaire pour maintenir la longueur de l'arc. Elle doit être compatible avec la vitesse d'alimentation du fil.

Il existe plusieurs façons d'utiliser le procédé GMAW : automatisé, semi-automatisé ou manuel.

Si vous travaillez manuellement, vous devez faire appel à un soudeur expérimenté et connaissant la technique. Le soudage peut être effectué en courant continu ou alternatif.

Cette technique est particulièrement importante lorsque le joint de soudure doit être très résistant. Elle permet de transférer le métal selon quatre méthodes : soudage globulaire, projection pulsée, court-circuit et projection. Voici quelques-uns des matériaux que vous pouvez souder par soudage GMAW :

• Acier inoxydable
• Aluminium
• Magnésium
• Bronze au silicium
• Acier au carbone
• alliages de nickel
• alliages de cuivre
• Alliages de revêtement à âme métallique tubulaire

Avantages et inconvénients du soudage GMAW

Le soudage GMAW offre de nombreux avantages, allant du faible coût à une qualité de soudage élevée. Plusieurs industries utilisent cette technique remarquable, car elle est abordable et efficace pour les projets à long terme. Voici quelques-uns des principaux avantages du soudage GMAW :

• Processus rentable

L'un des avantages du soudage à l'arc sous gaz est son efficacité à grande vitesse. Bien que les avantages et les inconvénients du soudage GMAW à fil nu soient souvent contestés, son coût initial de mise en œuvre est bien inférieur à celui des autres procédés de soudage.

Il permet d'utiliser différents mélanges de gaz, et pas seulement l'argon, très coûteux. De nombreuses techniques de soudage sont coûteuses car elles n'utilisent que de l'argon. Et si vous les utilisez sur un site haut de gamme et très fréquenté, le coût est très élevé.

Grâce à la présence d'une alimentation continue en électrodes, la réalisation du soudage GMAW est beaucoup plus facile pour les soudeurs.

En automatisant le processus, le soudeur peut fournir moins d'efforts tout en obtenant un meilleur rendement. Ce procédé permet de réaliser des tâches simples comme plus importantes, et peut facilement remplacer des procédés comme le soudage par résistance, le rivetage, la soudure à l'argent et le brasage.

• Efficacité

Le soudage GMAW est plus efficace que les autres types de soudage pour l'opérateur. Il peut régler l'équipement très facilement. Il est contrôlé et simple. Les soudeurs n'ont qu'à régler l'angle de la torche, le dépassement de l'électrode, gérer le bain de fusion et contrôler la vitesse de déplacement.

• Précision

Le procédé GMAW présente une distorsion minimale. Grâce à l'utilisation de fils-électrodes pleins, il produit moins de projections et de scories que les autres procédés. Il est donc facile à nettoyer et à entretenir. La réduction des projections et des scories assure une finition lisse et uniforme.

De ce fait, le coût est encore plus réduit, car il n'est pas nécessaire d'investir davantage dans la finition de surface. De plus, le soudage GMAW produit moins de fumées et de chaleur que les autres types de soudage.

• Flexibilité

Il n'est pas limité à une seule position ou à un seul matériau. Vous pouvez l'utiliser dans n'importe quelle position et sur différents matériaux, qu'ils soient légers ou lourds. Si vous travaillez sur un matériau lourd, maintenez un angle de rainure étroit et une face de fond épaisse. Cela réduit l'accumulation de matériau de remplissage et, par conséquent, le temps de préparation. Le GMAW permet une concentration de courant plus élevée que les autres procédés, ce qui améliore la pénétration.

Il y a quelques GMAW inconvénients Nous avons également mentionné les plus importants ci-dessous :

• Si vous ne définissez pas et ne contrôlez pas les paramètres de soudage avant et pendant le GMAW, cela peut entraîner un manque de fusion.
• Le pistolet de soudage est difficile à utiliser dans des espaces confinés.
• Vous pouvez effectuer le soudage GMAW dans des endroits extérieurs venteux puisque le gaz de protection est emporté par le vent.
• Comme il n'y a pas de système de scories, le soudage GMAW pour les positions difficiles n'est pas aussi efficace que d'autres techniques.

Qu'est-ce que FCAW ?

Soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW)

On l'appelle aussi soudage à double blindage, et ses avantages et caractéristiques sont similaires à ceux du soudage à l'arc sous gaz avec électrode enrobée. Il utilise le même équipement que le soudage GMAW. Son histoire remonte aux années 1950, lorsqu'il a remplacé le soudage manuel à l'arc avec électrode enrobée (MMAW).

Pourquoi ? Parce qu'il a été démontré que cette technique est plus efficace et produit des soudures impeccables. Elle est plus performante que le soudage MMAW car elle utilise une électrode alimentée en fil constant, comme le soudage GMAW.

Bien qu'il utilise un gaz de protection pour fonctionner, contrairement au soudage GMAW, le soudage FCAW peut fonctionner sans gaz de protection.

Processus FCAW

Le FCAW utilise la chaleur produite par un arc électrique pour la fusion, et le processus de soudage est similaire à celui du soudage à l'arc sous gaz métal.

L'électrode utilisée dans le procédé FCAW est une électrode creuse et tubulaire remplie de flux au lieu d'une électrode à fil solide dans le procédé GMAW.

Le soudage au fil fourré peut être réalisé de deux manières : avec un gaz de protection externe ou sans gaz de protection, l'électrode chargée de flux produisant elle-même son propre gaz de protection.

Méthode du gaz de protection

La méthode de gaz de protection utilise un gaz de protection externe à haute pression, comme le soudage GMAW, pour protéger contre la contamination. Elle empêche également la formation de scories dans le métal d'apport provenant du matériau de l'électrode de flux.

C'est pourquoi cette technique est appelée soudage à double blindage. Son application la plus courante est le soudage de l'acier de construction. Le gaz de protection principal utilisé est le dioxyde de carbone. Il est également très courant d'utiliser un mélange de CO2 (25%) et d'argon (75%).

Ce procédé est idéal pour les matériaux épais, notamment ceux dont les positions de soudage sont difficiles. Contrairement au soudage GMAW pour des configurations et des conditions similaires, ce procédé offre des résultats beaucoup plus lisses et des soudures présentant moins de défauts.

L'utilisation d'une électrode à flux tubulaire creuse continue donne un meilleur taux de production par rapport au MMAW et au GMAW.

Cependant, la méthode du gaz de protection ne peut pas être utilisée en extérieur par temps venteux, comme pour le soudage GMAW. Le vent éloigne le gaz de protection de la pièce et le soudage devient impossible.

Méthode du gaz sans protection

Cette méthode n'utilise pas de gaz de protection externe et offre une protection grâce à l'électrode remplie de flux elle-même.

Il offre non seulement une protection gazeuse, mais forme également un laitier recouvrant et protégeant le métal en fusion. Comme il n'utilise pas de gaz externe, il peut être utilisé en extérieur par temps venteux, ce qui le rend polyvalent et portable.

Voici quelques-uns des matériaux compatibles avec le FCAW :

• Fonte
• Acier au carbone
• Rechargement dur
• Alliages de surfaçage
• Acier inoxydable

Avantages du FCAW

Le soudage à l'arc avec fil fourré présente de nombreux avantages. Voyons les plus courants.

• Grande vitesse

Comparé au soudage à l'arc, le FCAW permet au soudeur d'effectuer un soudage plus rapide, ce qui est parfait pour les applications de production élevée où l'efficacité est importante.

• Exceptionnel pour les matériaux épais

Comme elle produit des pénétrations plus profondes, cette technique de soudage est excellente pour les matériaux plus épais et, par conséquent, elle diminue le besoin de passes répétées.

• Polyvalence des positions

Vous pouvez utiliser le FCAW pour des applications et des réparations complexes, car il s'adapte à différentes positions de soudage, notamment les positions verticales et aériennes.

• Parfait pour l'extérieur

L'électrode auto-protégée remplie de flux rend le FCAW idéal pour les projets extérieurs car aucun gaz de protection externe n'est impliqué dans le processus.

• Moins de préparation requise

La préparation du soudage est minimale car l'électrode de flux auto-protégée protège de la contamination.

Inconvénients du soudage à l'arc avec fil fourré

Bien que le FCAW présente de nombreux avantages, il présente également des limites. Voici quelques inconvénients :

• Nécessite l'élimination des scories

Le soudage FCAW produit des scories qu'il est nécessaire d'éliminer après le soudage pour garantir une finition lisse et propre. Cette opération demande un effort et un temps supplémentaires de la part du soudeur.

• Coût de l'équipement supplémentaire

Le pistolet de soudage FCAW et le dévidoir de fil sont considérablement plus chers que la technique de soudage à l'arc sous électrode enrobée (soudage à l'arc sous électrode enrobée).

• Limitations pour les matériaux minces

Ce procédé de soudage n'est pas le meilleur pour les matériaux minces car il provoque des brûlures et une déformation du matériau en raison de la production excessive de chaleur.

• Émission de fumées

Le soudage à l'arc avec fil fourré produit davantage d'étincelles et de fumées que les autres types de soudage à l'arc, ce qui accroît les risques pour la sécurité du soudeur. Une ventilation adéquate est nécessaire pour ce procédé.

GMAW vs FCAW : une analyse comparative

Le soudage GMAW et le soudage FCAW présentent chacun leurs avantages et leurs inconvénients. Nous avons créé un tableau présentant les principales différences entre le GMAW et le FCAW.

Soudage GMAW vs SMAW

Nous avons déjà évoqué le procédé GMAW dans la section précédente. Dans cette section, examinons les similitudes entre le procédé GMAW et le procédé SMAW et leurs différences à l'aide d'un tableau comparatif détaillé.

Soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW)

Le soudage à l'arc avec électrode enrobée offre une grande polyvalence et peut être utilisé dans de nombreuses applications et industries. Comme le soudage à l'arc avec fil fourré, le SMAW utilise une électrode consommable enrobée de flux pour produire son propre gaz de protection et assurer une protection contre les gaz environnementaux. Par conséquent, les soudures obtenues par SMAW sont généralement très lisses et précises. C'est une technique de soudage simple, abordable et polyvalente. Elle est également efficace pour les applications extérieures et les projets de réparation.

Alors, quelle est la différence entre le soudage SMAW et le soudage GMAW ? Comparons-les.

SMAW contre FCAW

Soudage à l'arc sous protection métallique (SMAW)

Le soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) et le soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW) sont deux techniques de soudage à l'arc très répandues en raison de leur efficacité en conditions extérieures difficiles. Ces deux techniques utilisent un flux qui produit son propre gaz de protection. Elles peuvent donc également être utilisées en atmosphère venteuse.

Malgré ces similitudes, il existe des différences entre le SMAW et le FCAW en termes d'applications, d'efficacité et de polyvalence. Le SMAW est très économique et mobile. C'est pourquoi il est idéal pour les réparations et les chantiers de construction.

La vitesse de soudage du procédé FCAW est bien supérieure et donc adaptée aux applications industrielles. Voici un tableau comparatif entre le SMAW et le FCAW :

Conclusion

Le processus de soudage est très important pour la construction, la réparation, l'aérospatiale, l'automobile, la production de pipelines, la fabrication de réservoirs et bien d'autres industries.

Parmi les différents types de soudage, le soudage à l'arc est particulièrement connu. Trois techniques de soudage très courantes, efficaces et polyvalentes sont : le soudage à l'arc sous gaz avec fil fourré (GMAW), le soudage à l'arc avec fil fourré (FCAW) et le soudage à l'arc avec électrode enrobée (SMAW).

Bien que leurs caractéristiques, leurs fonctionnalités et leurs avantages soient différents les uns des autres, ils présentent de nombreuses similitudes entre eux.

La différence entre le soudage GMAW et le soudage FCAW réside dans l'électrode utilisée. Le soudage GMAW utilise un fil-électrode plein, tandis que le soudage FCAW utilise un fil-électrode enrobé de flux. Il existe un autre type de soudage, le soudage SMAW, mentionné dans ce guide.

Leur bain de fusion est protégé par des électrodes enrobées de flux, ce qui évite l'utilisation de gaz de protection supplémentaire. Seul le soudage à l'arc sous gaz avec électrode enrobée (GMAW) utilise un gaz de protection externe pour protéger le bain de fusion de toute contamination.

Il est donc important de connaître les différences entre les techniques de soudage pour pratiquer chaque technique avec les bonnes connaissances et l'améliorer en conséquence.