Les réglages indispensables pour réussir une soudure à l’arc sur acier épais

Sur un chantier ou dans un petit atelier, la soudure à l’arc sur acier épais pose toujours les mêmes questions : manque de pénétration, cordon bombé, fissures après refroidissement, ou pièces qui se déforment. Ces défauts ne viennent pas seulement du geste, mais surtout des réglages de soudure : courant de soudage mal adapté, réglage de la tension hasardeux, mauvais type d’électrode, ou préparation des pièces insuffisante. Dès que l’épaisseur dépasse 8 à 10 mm, l’arc devient bien moins tolérant aux approximations. Comprendre ce qui se passe réellement dans le bain de fusion permet de transformer un cordon fragile en assemblage fiable et durable.

Le bricoleur ou l’artisan qui veut assembler un châssis de remorque, un socle de machine ou un portique porteur doit pouvoir compter sur ses réglages. Cela implique de savoir lire l’acier, ajuster l’intensité du courant au diamètre d’électrode, jouer avec la vitesse de soudage et, surtout, préparer correctement les bords : chanfrein, jeu, bridage. L’objectif n’est pas de sortir un cordon “joli de loin”, mais un joint qui pénètre au cœur de la pièce, sans excès de chaleur ni déformation. Les solutions existent, qu’il s’agisse de simples postes à l’arc inverter, de postes MIG/MAG plus productifs ou de procédures plus avancées pour les projets exigeants. Avec quelques repères concrets, même un débutant motivé peut rapidement obtenir des résultats très corrects sur de l’acier épais.

En bref :

• Acier épais = besoin de forte pénétration : courant élevé, chanfrein, plusieurs passes.
• Courant de soudage et tension se règlent d’abord en fonction du diamètre d’électrode et de l’épaisseur.
• Une bonne préparation des pièces (chanfrein, nettoyage, bridage) évite fissures et manque de fusion.
• L’angle d’électrode et la vitesse de soudage contrôlent la forme du cordon et la pénétration.
• La protection contre les projections, la ventilation et les EPI ne sont pas négociables pour la sécurité.
• Tester les réglages de soudure sur une chute du même acier permet d’ajuster sans risque.
• Pour aller plus loin, des ressources comme les bases de la soudure à l’arc et les tableaux d’intensité aident à gagner du temps.

Réglage du courant et de la tension pour souder à l’arc sur acier épais

Sur acier épais, la clé est de garantir une pénétration suffisante sans transformer les pièces en véritable radiateur. Le réglage du courant de soudage et de la tension n’est pas une affaire de feeling au hasard, mais de méthode. Une pièce de 12 ou 20 mm d’épaisseur demande beaucoup plus d’énergie qu’une simple tôle de 3 mm, sinon le cordon ne fera qu’accrocher la surface.

Le principe est simple : plus l’acier est épais, plus il faut d’ampères… mais dans une plage raisonnable pour le type d’électrode utilisé. Pour les électrodes enrobées classiques en acier doux, on applique souvent un ordre de grandeur : diamètre (mm) × 40 à 50 = ampérage moyen. Sur un poste inverter moderne, ces valeurs peuvent être affinées grâce aux affichages numériques et aux fonctions de stabilisation d’arc.

Intensité du courant : trouver la bonne plage sur acier épais

Pour aider un soudeur débutant, beaucoup de fabricants et de sites spécialisés proposent des repères d’intensité du courant. Les données varient selon la marque d’électrode, mais restent proches. Un tableau récapitulatif donne tout de suite une idée des bons ordres de grandeur, à ajuster ensuite sur une chute de métal.

Une erreur fréquente, observée chez un bricoleur comme Adrien qui fabriquait un support de vérin, est de souder des plats de 15 mm avec des électrodes de 2,5 mm à 80 A. Le cordon est joli, mais ne pénètre pas : au premier effort, la soudure casse. En montant à des électrodes de 3,2 voire 4 mm, en réglant l’intensité proche du milieu de la plage, et en prévoyant plusieurs passes, le joint devient beaucoup plus fiable.

• Si le cordon colle, que l’électrode se colle souvent : intensité trop basse.
• Si le bain devient incontrôlable, avec forte surchauffe et cratères : intensité trop haute.
• Si le métal perce malgré l’épaisseur : tension d’arc trop longue ou mouvement trop lent.

Réglage de la tension et longueur d’arc

Sur un poste à l’arc manuel classique, la tension de soudage n’est pas toujours réglable en direct, elle se déduit de la longueur d’arc. Plus l’arc est long, plus la tension monte, la chaleur se diffuse, et la pénétration baisse. Sur acier épais, il est donc capital de garder un arc court pour concentrer l’énergie dans la racine du joint.

Sur les inverters un peu évolués et les installations semi-automatiques, il existe des réglages de tension et parfois de force d’arc. Pour rester dans une zone confortable :

• Viser une tension typique de 20 à 30 V en soudage à l’arc manuel sur acier.
• Conserver une longueur d’arc égale à peu près au diamètre de l’électrode.
• Éviter les mouvements trop amples qui allongent l’arc et refroidissent le bain.

Pour des explications plus détaillées sur la relation entre tension, longueur d’arc et défauts courants, un détour par ce guide sur les défauts de soudure apporte un éclairage pratique.

En résumé, sur acier épais, l’intensité doit être suffisante, la tension raisonnable, et l’arc le plus court possible pour concentrer l’énergie dans le joint.

Choix du type d’électrode et préparation des pièces en acier épais

Les meilleurs réglages ne rattrapent pas une électrode inadaptée ni une préparation des pièces bâclée. Sur des épaisseurs de 10, 15 ou 20 mm, la géométrie du chanfrein, le choix du type d’électrode et la propreté des bords conditionnent la pénétration du cordon et la tenue mécanique de l’assemblage.

La première étape consiste à définir le rôle de la soudure : structure porteuse, pièce mobile, simple support. Une poutre de portail n’exigera pas la même rigueur qu’un bras de mini-pelle, mais dans tous les cas, la continuité métallurgique doit être assurée au cœur de l’épaisseur.

Types d’électrodes adaptés à l’acier épais

Pour la soudure à l’arc sur acier carboné, deux grandes familles d’électrodes enrobées se retrouvent souvent en atelier : rutiles et basiques. Sur acier épais, les basiques prennent un net avantage, même si elles demandent un peu plus de maîtrise.

Pour beaucoup d’assemblages d’acier épais, une combinaison reste efficace : électrodes basiques pour la racine et les premières passes, puis éventuellement rutiles pour lisser la surface. Le tout en gardant une cohérence métallurgique, surtout quand la pièce est destinée à un environnement corrosif, auquel cas un traitement de surface soigné ou même des procédés spécifiques (voir les conseils pour souder des aciers inox) entrent en jeu.

• Stocker les électrodes basiques au sec, voire en étuve selon les recommandations.
• Adapter le diamètre d’électrode à la position (à plat, verticale, corniche).
• Lire les indications de polarité recommandées par le fabricant.

Préparation mécanique : chanfrein, jeu, bridage

Sur 12, 16 ou 20 mm d’acier, un simple joint bord à bord sans préparation entraîne presque toujours un manque de pénétration. Un chanfrein bien pensé permet de concentrer la chaleur dans la racine et d’accueillir l’apport de métal sur plusieurs passes.

Un bon chanfrein comprend :

• Un angle suffisant pour laisser passer le porte-électrode sans forcer.
• Un jeu maîtrisé à la racine pour favoriser la pénétration du premier cordon.
• Un bridage avec serre-joints ou gabarits pour limiter les déformations.

Un exemple concret : sur un châssis de remorque en IPN de 12 mm, un simple contact bord à bord a donné une soudure fissurée au bout de quelques semaines. Reprise avec chanfrein en V, jeu de 2 mm, électrodes basiques de 3,2 mm à environ 120 A, plusieurs passes : la réparation a tenu la charge sans broncher.

Une préparation sérieuse des bords et un bon choix d’électrode posent les bases ; les réglages fins et le geste viendront construire la solidité finale.

Gestes, vitesse de soudage et contrôle du bain sur acier épais

Même avec des réglages parfaits, l’assemblage restera fragile si la vitesse de soudage, l’angle d’électrode et la gestion du bain ne sont pas maîtrisés. Sur de l’acier épais, la difficulté est double : il faut déposer suffisamment de métal pour remplir le chanfrein, tout en évitant un apport calorifique excessif qui déforme la structure.

Le bain de fusion devient alors un indicateur visuel précieux. Sa taille, sa fluidité et sa réaction au mouvement de l’électrode disent immédiatement si le cordon manquera de pénétration ou au contraire surchauffera la pièce.

Angle d’électrode et trajectoire sur fortes épaisseurs

Sur une soudure à plat, l’angle de l’électrode conditionne la direction de la chaleur : trop fermé, le bain remonte en surface ; trop ouvert, il perce ou se propage mal dans la racine. Pour un joint en V sur acier épais, quelques repères simples aident à stabiliser la situation.

• Éviter les gestes brusques qui font “échapper” l’arc.
• Limiter les oscillations à la largeur du chanfrein, sans débord exagéré.
• Garder le même rythme pour un apport de chaleur régulier.

Un soudeur intermédiaire commencera par s’entraîner sur des chutes épaisses, en réalisant successivement racine, remplissage et finition, simplement pour observer comment le bain réagit en changeant l’angle de l’électrode.

Maîtriser la vitesse de soudage et l’apport de chaleur

La vitesse de soudage sur acier épais est l’équilibre entre deux extrêmes : trop rapide, le cordon reste en surface et ne pénètre pas ; trop lente, le bain s’élargit, la déformation augmente, et le risque de fissuration à chaud grimpe. Une bonne piste consiste à regarder le bain de fusion plutôt que le bout de l’électrode.

• Si le bain traîne derrière l’électrode sans se déformer : vitesse correcte.
• Si le bain reste petit, cordon fin, bruit d’arc agressif : vitesse excessive, intensité parfois trop basse.
• Si le bain devient énorme, menace de couler : vitesse trop lente ou intensité trop élevée.

À chaque passe, surtout sur les fortes épaisseurs, il est utile de laisser l’acier revenir à une température intermédiaire, voire de contrôler la température inter-passe. Cela limite les contraintes internes et les déformations du joint. Sur certains assemblages importants, les professionnels vont jusqu’à contrôler la température avec des crayons thermiques ou des capteurs simples.

Pour ceux qui souhaitent comparer le comportement de l’arc à l’arc manuel avec des procédés plus automatisés comme le MIG/MAG sur fortes épaisseurs, un détour par les explications sur les postes MIG permet de comprendre comment le contrôle de la vitesse de fil influence la pénétration et la productivité.

Un bain stable, une vitesse régulière et un angle adapté sont les trois piliers d’un cordon solide sur acier épais, même avec un simple poste à l’arc.

Sécurité, protection contre les projections et ergonomie du poste

La soudure sur acier épais implique souvent des cordons longs, des intensités élevées et des positions pas toujours confortables. Dans ces conditions, la protection contre les projections, la qualité de la ventilation et l’ergonomie du poste jouent autant sur la sécurité que sur le résultat. Un soudeur crispé ou mal protégé réduit sa concentration et augmente les risques de défauts.

Pour des cordons à forte pénétration, l’apport calorifique est important : les projections et le rayonnement UV sont donc plus violents. Un équipement de protection individuel complet n’est pas du luxe, mais une évidence, y compris pour un amateur éclairé.

EPI, ventilation et organisation de l’atelier

Une configuration de base pour travailler en sécurité sur des épaisseurs importantes comprend :

• Un masque automatique de qualité, teinte adaptée aux fortes intensités.
• Des gants épais spécifiques soudure, protégés contre la chaleur et les projections.
• Un vêtement coton ou cuir, sans fibres synthétiques, manches fermées.
• Des chaussures de sécurité fermées, semelles résistantes à la chaleur.

L’organisation de l’espace influence fortement la sécurité : disposer d’un bon plan de travail solide, comme décrit dans les conseils pour choisir un établi de soudage adapté, permet de positionner la pièce de façon stable, à la bonne hauteur, et de dégager la zone des matériaux inflammables.

• Éloigner les solvants, chiffons imbibés et copeaux de bois.
• Prévoir un extincteur accessible et en état.
• Dégager un chemin clair autour du poste pour se déplacer sans trébucher.

Fiabilité électrique et choix du poste pour acier épais

Sur des intensités élevées, la qualité de l’alimentation électrique et du poste influe sur la stabilité de l’arc. Un vieux transformateur fera le travail, mais un poste inverter moderne offre souvent un arc plus doux et plus contrôlable, avec des fonctions d’aide au soudage.

Un atelier bien organisé, un poste fiable et une protection adaptée permettent au soudeur de se concentrer sur l’essentiel : le bain, l’angle, la vitesse… et la qualité du cordon.

Contrôles, réglages fins et cas particuliers pour l’acier épais

Une fois le cordon réalisé, il reste une étape souvent oubliée par les bricoleurs : le contrôle. Sur acier épais, le défaut principal n’est pas forcément visible en surface. Manque de fusion interne, porosités, fissures de retrait : autant de problèmes qui ne se repèrent pas au premier coup d’œil, mais qui peuvent avoir des conséquences graves sur une pièce sollicitée.

Sans aller jusqu’aux contrôles industriels lourds, quelques méthodes simples permettent pourtant de valider ses réglages et de progresser d’un projet à l’autre.

Contrôle visuel, retouches et essais sur chutes

Un bon contrôle visuel commence par une observation méthodique du cordon :

• Profil du cordon : bombé, plat, creux (sous-coupe).
• Régularité : pas de cratères, pas de manque local d’apport.
• Transition avec le métal de base : fusion nette, pas d’arêtes vives.

Pour valider vraiment les réglages de soudure sur acier épais, il est utile de :

• Réaliser des cordons sur une chute identique à la pièce finale.
• Couper la chute après refroidissement pour observer la section.
• Vérifier la profondeur de pénétration et l’absence de manques de fusion.

Ce simple exercice, répété quelques fois, fait gagner plus de progrès que des heures de soudure “à l’aveugle”. Les réponses à de nombreuses questions récurrentes sur ces défauts figurent dans les ressources de type questions fréquentes sur la soudure, très utiles pour consolider ses bases.

Cas particuliers : multi-passes, préchauffage et autres métaux

Les fortes épaisseurs sont presque toujours soudées en multi-passes : une passe de racine, plusieurs passes de remplissage, puis une ou deux de finition. Le but est de limiter les contraintes thermiques en répartissant l’énergie et le métal d’apport.

• Laisser refroidir partiellement entre certaines passes longues.
• Éliminer soigneusement le laitier entre chaque passe.
• Contrôler la température pour éviter surchauffe et trempe locale.

Sur certaines nuances d’acier sensibles (aciers à haute limite d’élasticité, fortes épaisseurs contraintes), un préchauffage léger est conseillé pour diminuer les risques de fissuration à froid, surtout par temps froid ou en milieu humide. Là encore, la pratique sur chutes et la prudence restent les meilleurs alliés du soudeur.

Les réglages décrits ici se centrent sur l’acier doux, mais la logique reste similaire pour d’autres matériaux, avec des adaptations fortes sur le métal d’apport et le procédé. Pour l’aluminium ou l’inox, des procédés comme le TIG sont souvent privilégiés, et les paramètres changent considérablement, comme illustré dans les dossiers dédiés à la soudure de l’aluminium au TIG.

Au final, chaque cordon sur acier épais devient un retour d’expérience : en observant, en coupant des chutes, en notant ses réglages, on construit pas à pas une méthode personnelle, solide et reproductible.

Quelle intensité choisir pour souder à l’arc un acier de 10 à 12 mm ?

Pour un acier de 10 à 12 mm, une électrode de 3,2 mm réglée autour de 110 à 130 A est une bonne base, avec un chanfrein en V et un jeu de 2 mm environ à la racine. L’idéal est de commencer vers le milieu de cette plage, faire un essai sur une chute, puis ajuster de 5 à 10 A selon l’aspect du bain et la pénétration observée.

Comment éviter le manque de pénétration sur acier épais ?

Pour éviter le manque de pénétration, il faut combiner plusieurs actions : préparer un chanfrein adapté, laisser un petit jeu à la racine, utiliser une intensité suffisante (souvent plus élevée que sur de la tôle fine), garder un arc court et une vitesse de soudage ni trop rapide ni trop lente. Des essais sur chutes, coupées ensuite pour voir la section du cordon, permettent de vérifier concrètement la pénétration.

Quel type d’électrode est conseillé pour les structures porteuses ?

Pour des structures porteuses en acier épais, les électrodes basiques (type E7018) sont généralement conseillées. Elles offrent une meilleure tenue mécanique, une bonne pénétration et réduisent le risque de fissuration, à condition d’être bien stockées au sec et utilisées avec les bons réglages de courant et de polarité. Les rutiles peuvent être réservées aux soudures moins critiques ou aux passes de finition.

Faut-il toujours préchauffer l’acier épais avant soudure ?

Le préchauffage n’est pas systématique, mais il devient recommandé pour certaines nuances d’acier sensibles, pour des épaisseurs importantes ou lorsque la pièce sera très sollicitée mécaniquement. Il limite les gradients thermiques et le risque de fissuration à froid. Pour des aciers de construction courants, bien préparés et soudés avec des réglages adaptés, un préchauffage léger ou simplement un travail hors courant d’air froid peut suffire.

Peut-on souder de l’acier épais avec un petit poste à souder d’entrée de gamme ?

Un petit poste à souder peut suffire pour des réparations ponctuelles ou des cordons courts sur acier épais, à condition qu’il atteigne au moins 120 à 140 A en continu. Pour des assemblages plus importants, des passes multiples et une pénétration correcte demanderont toutefois un appareil plus robuste, capable de fournir un courant stable et un bon cycle de fonctionnement, voire d’autres procédés comme le MIG/MAG pour gagner en confort et en productivité.