Gaz de protection pour le soudage des aciers inoxydables : MAG, TIG, duplex et fil fourré

Par Robert Lahnsteiner, ingénieur international en soudage (IWE) · Mise à jour : novembre 2026

Parce que le carbone et l’oxygène du gaz réduisent la résistance à la corrosion du joint. En soudage MAG des aciers inoxydables, on utilise donc de l’argon avec seulement quelques pour cent de CO₂ ou d’O₂, et non le mélange habituel pour l’acier non allié.

Le soudage MAG ne peut pas non plus se passer totalement de composants actifs : un peu de CO₂ ou d’O₂ stabilise l’arc et améliore l’écoulement du bain de fusion. Les limites sont étroites :

• Le CO₂ cède du carbone au métal fondu. Jusqu’à environ 3 %, DVS 0931 le considère en général comme non critique. Davantage de CO₂ peut rendre le métal fondu sensible à la corrosion intergranulaire, surtout avec les nuances L, voir Ce qui rend l’acier inoxydable.
• L’oxygène n’apporte pas de carbone mais oxyde le cordon. Des teneurs plus élevées comme 8 % sont métallurgiquement sans danger, mais laissent une surface fortement oxydée qu’il faut reprendre.
• Tous deux déplacent la structure vers l’austénite : l’O₂ par oxydation du chrome, le CO₂ par le carbone. Cela abaisse la teneur en ferrite, voir Structure, ferrite delta et fissuration à chaud.

Dans l’ISO 14175, les gaz de protection sont classés en groupes selon leurs composants. Pour les aciers inoxydables, les plus importants sont les gaz inertes (I), les mélanges faiblement oxydants du groupe M1, les mélanges réducteurs Ar-H₂ (R) et les gaz contenant de l’azote (N).

Groupes selon l’ISO 14175:2008, tableau 2. Dans les groupes M, l’argon peut être remplacé en tout ou partie par de l’hélium. Pour les soudures soumises à réception, la combinaison fil-gaz doit être homologuée.

Les gaz du groupe M1 ont fait leurs preuves : argon avec 1 à 3 % d’O₂ (M13) ou avec jusqu’à 2,5 % de CO₂ (M12), aussi en gaz ternaire avec les deux (M14). Le fil fourré à poudre métallique nécessite les mêmes gaz que le fil plein.

• L’hélium à la place d’une partie de l’argon rend le bain de fusion plus fluide et améliore la pénétration. Cela aide pour les tôles plus épaisses et les vitesses plus élevées.
• L’hydrogène en petites quantités (M11) n’entre en ligne de compte que pour les aciers austénitiques, jamais pour les aciers ferritiques et duplex.
• Pour les métaux d’apport base nickel, on utilise des gaz inertes ou des gaz multicomposants avec hélium ou hydrogène, certains avec seulement environ 0,05 % de CO₂ pour la stabilisation. Les recommandations des fabricants s’appliquent ici.

Les fils fourrés à laitier pour l’inox se soudent avec les mêmes gaz que les fils fourrés pour l’acier non allié, de préférence avec de l’argon et 15 à 25 % de CO₂ (M21), aussi avec du CO₂ pur.

Le flux contenu dans le fil est formulé de sorte que le métal fondu n’absorbe pas de carbone nuisible même à forte teneur en CO₂. C’est la différence avec le fil plein, pour lequel ces gaz ne conviennent pas.

Le standard en soudage TIG est l’argon pur. L’hélium et l’hydrogène apportent plus d’énergie dans la pièce ; selon un projet de recherche de la TU Dresden, cela permet de doubler ou tripler la vitesse de soudage par rapport à l’argon pur.

• Argon-hélium (I3) : arc plus large et plus chaud, plus de pénétration. Avec un arc long, la pression d’arc diminue, ce qui aide avec les bains de fusion fluides.
• Argon-hydrogène (R1) : arc constricté et chaud, plus rapide, et l’hydrogène fixe l’oxygène, le cordon reste donc plus brillant. Uniquement pour les aciers austénitiques, surtout en soudage mécanisé. Ne convient pas aux aciers ferritiques et duplex, car l’hydrogène peut les fragiliser.
• Argon-azote (N2) : presque sans effet sur le procédé, mais important sur le plan métallurgique : 1 à 3 % d’azote assurent suffisamment d’austénite dans le métal fondu du duplex. Trop d’azote provoque des porosités et des nitrures de chrome.

En soudage plasma, l’argon sert de gaz plasma, avec un peu d’hydrogène pour les nuances austénitiques. Le gaz de protection extérieur est généralement un mélange argon-hydrogène.

Selon la même étude, le gaz ne représente que 1 à 2 % du coût d’un joint soudé. Un mélange plus cher qui soude plus vite est donc souvent rentable.

Le tableau résume les recommandations de DVS 0931, DVS 0946 et DVS 0937. Règle de base : l’hydrogène uniquement pour les aciers austénitiques, l’azote pour le duplex, et pour les aciers ferritiques seulement des gaz à base d’argon sans l’un ni l’autre.

Vue d’ensemble simplifiée. DVS 0946 s’applique aux aciers duplex, DVS 0937 à la protection de la racine. L’azote dans le gaz de protection envers produit sur les aciers stabilisés au titane comme le 1.4571 des dépôts jaune doré de nitrure de titane.

Détails sur l’inertage : Protection de la racine et inertage, sur le duplex : Duplex et super-duplex.

Le meilleur gaz ne sert à rien si de l’air pénètre dans la protection gazeuse. Sur l’inox, une mauvaise protection gazeuse se voit immédiatement sous forme de couleurs de revenu, d’oxyde ou de porosités.

• Arc court : un arc long aspire de l’air. L’azote abaisse la teneur en ferrite, l’oxygène oxyde.
• Éviter les courants d’air, garder la buse propre et sans projections, et régler le débit de gaz en fonction de la buse. Trop de gaz crée des turbulences et aspire aussi de l’air.
• Conduites de gaz étanches et sèches : les tuyaux en PVC absorbent l’humidité et la restituent longtemps au gaz. Pour des exigences élevées, il existe des tuyaux spéciaux à faible diffusion ; des conduites fixes en tube inox sont encore meilleures. Éviter autant que possible les raccords rapides dans l’alimentation.
• Les traînards protègent le cordon en refroidissement derrière le bain de fusion. Ils peuvent fortement réduire ou éviter complètement les couleurs de revenu côté endroit, et le décapage ou le meulage deviennent souvent inutiles.

Ce qu’il faut faire contre les couleurs de revenu : Couleurs de revenu, décapage, passivation.

Puis-je souder l’inox avec de l’argon/CO₂ 82/18 ?

Pas avec du fil plein : la forte teneur en CO₂ carbure le métal fondu et réduit la résistance à la corrosion. Avec le fil fourré à laitier, en revanche, ce gaz est courant.

Puis-je utiliser de l’argon pur pour le soudage MIG de l’inox ?

Déconseillé avec du fil plein. Sans une petite part active, l’arc est instable et le bain de fusion s’écoule mal. L’argon pur est le gaz du TIG, du plasma et de la protection de la racine.

O₂ ou CO₂ dans le gaz MAG ?

Les deux sont courants. Avec du CO₂ jusqu’à environ 3 %, la surface est moins oxydée ; avec de l’O₂, il n’y a pas d’apport de carbone. Pour la plupart des applications, les deux variantes se valent.

L’hélium vaut-il la peine ?

Souvent pour les tôles plus épaisses, les vitesses plus élevées et en soudage mécanisé. Le gaz est plus cher, mais ne représente qu’une petite partie du coût du joint.

La série va du matériau au joint contrôlé, en passant par le procédé, le gaz et la protection de la racine. Pour une vue d’ensemble, voir Le soudage des aciers inoxydables.

1. Ce qui rend l’acier inoxydable
2. Structure, ferrite delta et fissuration à chaud
3. Choisir le métal d’apport
4. Les procédés en un coup d’œil
5. Apport de chaleur et température entre passes
6. Préparation du joint et pointage
7. Protection de la racine et inertage
8. Couleurs de revenu, décapage, passivation
9. Duplex et super-duplex
10. Assembler l’inox et l’acier non allié
11. Défauts et dommages de corrosion
12. Contrôle et sécurité au travail