Guide pratique : comment souder du cuivre ?

Le cuivre et ses alliages sont largement utilisés dans la construction, notamment dans les secteurs de l’électricité et de la plomberie. Le cuivre est un excellent conducteur d’électricité et présente une grande résistance à la corrosion et à l’usure. Ces atouts sont également une source de défis lorsqu’il s’agit de souder un tuyau en cuivre, notamment.

Le travail du cuivre, en particulier le soudage, le brasage et le débrasage, nécessite des techniques particulières. Avant de travailler avec le cuivre, apprenez à le manipuler en toute sécurité en prenant les précautions nécessaires, en identifiant les alliages et l’épaisseur. Si vous n’avez aucune notion de soudage, lisez d’abord notre guide « Comment souder à l’arc ? ».

Soudage du cuivre : commencez par les précautions de sécurité

Portez un équipement de protection approprié. Chaque fois que vous soudez, et quel que soit le métal ou le matériau en question, vous devez prendre vos précautions en la matière. Des lunettes de sécurité doivent être portées. Le casque de soudeur est probablement l’équipement de sécurité le plus important, car il protège vos yeux et votre peau contre les étincelles. Il protège également contre les rayons ultraviolets qui peuvent endommager vos yeux. Une veste de soudage vous protégera contre les flammes et les arcs électriques.

Vous devez également porter des gants épais et résistants aux flammes pour protéger vos bras et vos mains des brûlures et des éraflures. Le choix d’un matériau tel que le cuir contribuera également à vous protéger contre les chocs électriques. N’oubliez pas de protéger vos pieds avec des bottes en cuir imposantes. Des protège-métatarsiens au-dessus des lacets peuvent protéger vos chevilles et le haut de votre pied contre les chutes d’objets. On n’est jamais trop prudent.

Travaillez dans un endroit bien ventilé. Le soudage peut dégager des fumées dangereuses. Veillez toujours à ce qu’une ventilation adéquate soit disponible, en particulier dans les espaces confinés. Maintenez l’échappement près de l’arc tout en changeant le filtre fréquemment pour réduire les fumées au minimum. Si possible, utilisez un pistolet à souder extracteur de fumée. Si vous utilisez un pistolet à souder semi-automatique, un équipement supplémentaire peut être utilisé pour évacuer les fumées vers l’arc. Un appareil respiratoire approuvé doit toujours être utilisé dans les zones confinées pour protéger vos poumons des fumées, surtout si vous faites de l’asthme ou si vous avez une autre maladie respiratoire.

Évitez de toucher les pièces électriques sous tension. Les chocs électriques tuent des personnes chaque année. Veillez à porter des bottes isolées et ne portez jamais de gants troués. Les machines à souder doivent toujours être correctement mises à la terre, et l’équipement doit être éteint lorsqu’il n’est pas utilisé. Pour vous protéger davantage, remplacez toujours les pièces réparées en temps utile et ne soudez que dans des conditions « sèches ». Cela inclut le port de vêtements secs. Aucun compromis n’est permis sur ce point, car il en va de votre sécurité.

Choisissez le bon cuivre pour le soudage

Évitez les métaux sales ou peints. Lors de la soudure, seul du métal propre doit être utilisé. Ne soudez pas de matériaux qui ont été peints ou précédemment plaqués. Ces métaux peuvent dégager des fumées excessives, avec des agents et autres particules potentiellement toxiques, surtout pour les personnes fragiles, mais pas seulement. Si vous savez qu’un métal a été en contact avec une matière dangereuse, ne le soudez pas s’il n’a pas été correctement nettoyé. Les matériaux dangereux peuvent mettre la vie en danger et dégager des vapeurs excessives.

Si vous devez souder un cuivre peint ou plaqué, redoublez de vigilance sur la ventilation. Utilisez votre appareil respiratoire et soudez dans un endroit ouvert. Lorsque vous soudez du cuivre, essayez d’utiliser du cuivre sans oxygène ou désoxydé au phosphore (P). Le cuivre sans oxygène permettra au cuivre de conserver sa couleur bronze d’origine après le soudage, en empêchant l’oxydation. Cet alliage contient généralement moins de 0,02 % d’oxygène. Le cuivre désoxydé au phosphore contient de faibles quantités d’oxygène mais a tendance à contenir jusqu’à 0,05 % de phosphore et 0,05 % d’arsenic, ce qui peut dégager des fumées.

Le cuivre sans oxygène est le cuivre le plus couramment disponible et le plus facile à souder. Bien que les alliages de cuivre puissent être soudés, chaque alliage se soude différemment des autres. Une impureté peut provoquer des différences dans la dilatation thermique, la conductivité thermique ou encore la conductivité électrique, avec des résultats incertains. Les alliages de cuivre ne doivent être utilisés que par un soudeur expérimenté. Il faut savoir que le zinc réduit la soudabilité du cuivre. Il affiche également une faible température d’ébullition, ce qui entraîne des vapeurs toxiques qui peuvent être produites lors du soudage.

Le soudage du cuivre à proprement parler

Utilisez le bon ratio de gaz. Selon que vous utilisiez du TIG (gaz inerte pour le tungstène) ou du MIG (gaz inerte pour les métaux), et selon l’épaisseur de votre cuivre, vous devrez ajuster le rapport entre votre gaz et la température. En règle générale, le cuivre de moins de 2 mm doit être traité à l’argon et jusqu’à 160 A. Si le cuivre est plus épais, vous devrez ajuster le gaz et l’ampérage en appliquant de l’hélium et en augmentant les ampères. Consultez le manuel d’utilisation de votre fer ou pistolet à souder pour déterminer le meilleur rapport pour votre cuivre. On vous conseille le modèle 300 watts de Senluowx  pour un soudage d’appoint ou le poste à souder (avec un arc) HP 200 PP de Rohr .

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Si la soudure ne se passe pas bien, vous pouvez utiliser de l’hélium à 100 %. Ce gaz a une puissance supérieure à celle de l’argon, ce qui permet d’appliquer plus de chaleur à votre cuivre. Passez donc au préchauffage du cuivre. Comme le cuivre a une conductivité thermique élevée, il faut le chauffer lorsque les épaisseurs dont supérieures à 2 mm. Le préchauffage est toujours mesuré en degrés et peut aller de 10 à 400° C. Pour le préchauffer, il suffit d’insérer votre cuivre dans un four jusqu’à ce qu’il atteigne la température souhaitée. Le préchauffage permet au métal de refroidir plus lentement après la soudure, ce qui permet d’obtenir une soudure plus fine et moins grossière. Cela réduit également le risque de fissuration ultérieure.

Une fois que votre équipement de sécurité est en place et que vous êtes prêt, amorcez l’arc à souder. Maintenez l’arc stable pendant 2 à 3 secondes jusqu’à ce que le fameux bain de fusion apparaisse. Lorsque vous soudez avec du cuivre, l’arc doit être à environ 70 degrés par rapport au cuivre.

Ajoutez par la suite du mastic à votre bain de fusion de soudage. Dès qu’il apparaît, appliquez doucement une petite quantité de produit d’apport à travers l’arc pour souder les métaux. Appliquez l’agent de remplissage en l’intégrant délicatement dans le bain de fusion pendant que l’arc soude le cuivre.

L’agent de remplissage se liquéfiera et se mélangera aux deux cuivres, ce qui aidera les métaux à s’assembler. Le choix de la baguette d’apport dépend du type de soudage que vous effectuez, mais il doit toujours s’agir d’une baguette en cuivre ou en alliage de cuivre. Soyez rapide et précis. Plus votre bain de fusion est long, plus le cuivre a le temps de s’oxyder. Cela peut empêcher une soudure propre. Alors agissez rapidement pour que la soudure soit terminée le plus vite possible.

Laissez le cuivre refroidir dans les règles de l’art

Un refroidissement trop rapide peut entraîner la rupture ou la fissuration de votre soudure. Le refroidissement ralenti est favorisé par le préchauffage du cuivre. Si vous laissez le cuivre atteindre une température plus élevée avant de souder, la nouvelle soudure restera chaude plus longtemps. Si vous soudez à l’intérieur, il est acceptable de laisser la soudure refroidir à l’air libre si elle a été préchauffée.

Si vous soudez à basse température, vous pouvez isoler le cuivre fraîchement soudé pour l’empêcher de refroidir trop vite et donc de se fissurer. Le moyen le plus simple de ralentir le refroidissement est de recouvrir le cuivre d’une couverture en fibre de verre. Une autre méthode consiste à empiler des sacs de sable autour du cuivre pour éviter les pertes de chaleur. N’éclaboussez jamais une soudure avec de l’eau ou de la glace. Si vous n’avez pas le temps d’attendre patiemment que la chaleur se dissipe lentement, reportez votre travail de soudage à plus tard, en faisant en sorte de dégager le temps nécessaire pour un travail propre et un résultat durable.