Variantes du soudage MIG/MAG/GMAW à faible énergie : principes, réglages et applications

30 août 2026 0 Par Émile Layer

Résumé

Les variantes modernes du soudage MIG/MAG, désigné GMAW dans la terminologie AWS, permettent de contrôler avec une grande précision le transfert du métal, l’apport thermique, la pénétration, la vitesse de soudage et le taux de dépôt.

Des technologies comme STT, RMD, CMT, coldArc, WiseRoot, répondent à des besoins industriels différents : soudage des tôles minces, réalisation des passes de fond, réduction des projections, augmentation de la pénétration .

Cet article présente les principales familles de variantes du soudage MIG/MAG/GMAW, leur principe de fonctionnement et leurs applications industrielles.

Table des matières

Pourquoi existe-t-il autant de variantes MIG/MAG ?
Variantes MIG/MAG à faible apport thermique
Variantes MIG/MAG à forte pénétration
Variantes MIG/MAG à haute productivité
Procédés MIG/MAG spécialisés
Tableau comparatif des variantes MIG/MAG
Comment choisir une variante MIG/MAG ?
Conclusion

1. Pourquoi existe-t-il autant de variantes MIG/MAG ?

Le procédé MIG/MAG — Metal Inert Gas/Metal Active Gas, appelé Gas Metal Arc Welding — GMAW dans la terminologie américaine, est l’un des procédés de soudage les plus utilisés dans l’industrie.

Son succès repose notamment sur :

sa grande polyvalence ;
son taux de dépôt élevé ;
sa facilité de mécanisation et de robotisation ;
son adaptation à de nombreux matériaux et niveaux d’épaisseur ;
la possibilité d’utiliser différents modes de transfert du métal.

Depuis les années 1980, les progrès réalisés dans les sources de courant à onduleur, l’électronique de puissance, la commande numérique des formes d’onde et les systèmes d’alimentation du fil ont profondément fait évoluer le procédé.

Les fabricants ont développé des variantes capables d’agir très rapidement sur :

l’intensité et la tension de soudage ;
la durée du court-circuit ;
le détachement de la goutte ;
la vitesse du fil-électrode ;
la longueur d’arc ;
la pénétration ;
l’apport thermique.

Ces technologies restent fondées sur le principe général du soudage MIG/MAG, mais utilisent des lois de commande et, dans certains cas, des systèmes mécaniques particuliers.

Remarque : STT®, RMD®, CMT®, coldArc®, WiseRoot+®, citès dans cet article sont des noms commerciaux appartenant à leurs fabricants respectifs. Leur classement peut varier selon les documentations techniques.

2. Variantes MIG/MAG à faible apport thermique

Les variantes à faible apport thermique reposent généralement sur un transfert par court-circuit contrôlé.

Dans un transfert par court-circuit conventionnel, le fil-électrode entre périodiquement en contact avec le bain. Le courant augmente alors jusqu’à provoquer le pincement et la rupture du pont liquide. Cette rupture peut produire des projections importantes lorsque le cycle est mal maîtrisé.

Avec les générateurs numériques modernes, l’évolution de la tension et du courant est analysée en temps réel. Le courant est modulé pendant les différentes phases du transfert afin de faciliter le détachement de la goutte tout en limitant les projections et l’énergie transmise à la pièce.

Objectifs principaux

limiter l’apport thermique ;
réduire les déformations ;
diminuer le risque de perçage des tôles minces ;
réduire les projections ;
améliorer le contrôle du bain de fusion ;
faciliter certaines passes de fond ;
mieux tolérer les variations du jeu d’assemblage.

Applications industrielles

tôles minces ;
passes de fond sur tuyauteries ;
soudage en toutes positions ;
assemblages sensibles aux déformations ;
soudage ou brasage MIG de certains matériaux dissemblables ;
applications automobiles, mécanisées ou robotisées.

STT — Surface Tension Transfer

Le STT®, développé par Lincoln Electric, est un procédé GMAW à court-circuit contrôlé. Le générateur module le courant pendant les différentes phases du cycle afin de maîtriser l’échauffement, le pincement du pont liquide et le détachement de la goutte.

Le STT est particulièrement connu pour la réalisation des passes de fond sur tuyauteries, notamment lorsque l’opérateur doit conserver un bon contrôle du bain et de la pénétration. Il permet également de réduire les projections par rapport à un court-circuit conventionnel mal optimisé.

Comparaison entre une source conventionnelle et la technologie STT

Variantes du soudage MIG/MAG à faible énergie et transfert contrôlé — Comparaison entre une source conventionnelle et la technologie STT

Figure 1 — Comparaison entre le transfert par court-circuit alimenté par une source conventionnelle et la forme d’onde contrôlée du procédé STT®. Illustration : Lincoln Electric.

Dans la partie supérieure du croquis, la source conventionnelle laisse le courant augmenter fortement pendant le court-circuit. Lorsque le pont liquide se rompt, l’énergie électrique et les forces électromagnétiques peuvent provoquer une séparation brutale et des projections.

Dans la partie inférieure, la technologie STT agit séparément sur les différentes phases du cycle. Le courant est abaissé au début du court-circuit, augmenté de manière contrôlée pour favoriser le pincement, puis réduit juste avant la rupture du pont liquide. Après le réamorçage, une impulsion de courant rétablit l’arc et agit sur la pénétration.

Lecture de la forme d’onde STT

Figure 2 — Forme d’onde simplifiée du procédé STT®. La courbe bleue représente la tension entre l’électrode et la pièce ; la courbe rouge représente le courant de soudage. Illustration : Lincoln Electric.

Le croquis met en relation la forme de l’extrémité du fil, la tension d’arc et le courant. La chute de tension permet au générateur de détecter le contact entre la goutte et le bain. La commande ne se limite donc pas à maintenir une tension moyenne : elle adapte le courant à l’état instantané du transfert.

Déroulement du cycle STT de T0 à T7

Figure 3 — Cycle complet du Surface Tension Transfer®. La courbe jaune indique le courant de l’électrode et la courbe bleue la tension électrode-pièce. Les traits pointillés relient les formes d’onde aux différentes étapes du transfert.

Le cycle peut être interprété de la manière suivante :

T0 — arc établi et formation de la goutte : un courant de fond maintient l’arc et forme une goutte à l’extrémité du fil-électrode.
T1 — établissement du court-circuit : la goutte entre en contact avec le bain. La tension chute rapidement et le générateur détecte le court-circuit.
T1 à T2 — mouillage du bain : le courant est maintenu à une valeur faible afin de laisser la goutte s’étaler et de favoriser le transfert par tension superficielle sans provoquer de rupture explosive.
T2 à T3 — montée contrôlée du courant de pincement : le courant augmente progressivement. Les forces électromagnétiques resserrent le pont liquide reliant le fil au bain.
T3 à T4 — amincissement du pont liquide : le générateur surveille l’évolution électrique du court-circuit. Lorsque la séparation devient imminente, il commande une diminution rapide du courant.
T4 — détachement de la goutte : le pont liquide se rompt avec un courant fortement réduit. Cette action limite l’énergie disponible au moment critique et diminue les projections.
T4 à T5 — réamorçage et courant de plasma : dès que l’arc se rétablit, le courant augmente rapidement. Cette phase repousse le bain sous l’action de la pression d’arc et évite un nouveau court-circuit immédiat.
T5 à T6 — courant de crête : la valeur et la durée du courant de crête participent au réglage de la pénétration et à la fusion de l’extrémité du fil.
T6 à T7 — décroissance vers le courant de fond : le courant diminue de façon contrôlée afin de maîtriser l’apport thermique. Une nouvelle goutte se forme avant le cycle suivant.

Le STT ne supprime donc pas le court-circuit : il commande son déroulement. La particularité essentielle est la réduction du courant juste avant le détachement, suivie d’une phase de réamorçage et d’un courant de crête réglable indépendamment de la vitesse de dévidage. Cette séparation des fonctions permet d’agir plus finement sur la stabilité, les projections, l’apport thermique et la pénétration.

RMD — Regulated Metal Deposition

Le RMD® — Regulated Metal Deposition, développé par Miller Electric, est également fondé sur un court-circuit contrôlé. Le générateur adapte la forme d’onde afin d’obtenir un transfert régulier, un bain relativement calme et une meilleure maîtrise du dépôt.

Le RMD est principalement employé pour :

les passes de fond ;
le soudage des tuyauteries ;
les aciers carbone et inoxydables ;
les applications nécessitant un bon contrôle du bain.

Figure 4 — Le procédé RMD® contrôle le transfert de la goutte afin d’obtenir un bain stable pendant le soudage d’une passe de fond.

Figure 5 — Cycle « RMD Ball Transfer » de Miller, repéré par les phases Wet, Pinch, Clear, Blink, Ball, Background et Pre-short. Illustration : Miller Electric. Fichier fourni par Émile Layer .

Lecture du cycle RMD

La partie RMD Ball Transfer met en relation l’état de la goutte et les paliers successifs de courant :

Wet — mouillage : la goutte touche le bain et le générateur maintient un courant modéré pour établir le pont liquide sans réaction brutale.
Pinch — pincement : le courant augmente suivant une rampe contrôlée afin de resserrer le pont liquide par effet électromagnétique.
Clear — dégagement : le courant poursuit son action jusqu’à ce que la séparation de la goutte soit détectée comme imminente.
Blink — rupture et réamorçage : le courant est rapidement réduit au moment critique, ce qui diminue l’énergie disponible lors de la rupture du pont et limite les projections.
Ball — formation de la goutte suivante : un palier de courant reforme l’extrémité fondue du fil et agit sur la pression d’arc et la pénétration.
Background — courant de fond : l’arc est maintenu avec une énergie plus faible pendant la croissance de la goutte.
Pre-short — préparation du court-circuit suivant : le niveau de courant est ajusté avant le nouveau contact avec le bain.

Comme le STT, le RMD commande donc chaque court-circuit. Sa terminologie et sa forme d’onde sont toutefois propres à Miller : il ne faut pas décrire le RMD comme une simple copie du cycle STT.

CMT — Cold Metal Transfer

Le CMT® — Cold Metal Transfer, développé par Fronius, se distingue par un mouvement alternatif contrôlé du fil-électrode. Lorsque le court-circuit se produit, le fil recule brièvement afin d’accompagner le détachement de la goutte, puis reprend son mouvement vers la pièce.

Cette action mécanique, synchronisée avec la régulation électrique, réduit l’intensité nécessaire au moment du détachement. Elle permet d’obtenir un transfert stable, un apport thermique réduit et très peu de projections.

Le CMT est notamment utilisé pour :

les tôles minces ;
l’aluminium ;
le brasage MIG ;
certains assemblages acier-aluminium ;
les fabrications automobiles ;
les applications automatisées ou robotisées.

Figure 6 — Application du procédé CMT® à faible apport thermique.

Figure 7 — Cycle CMT : séquence à grande vitesse du transfert, vitesse du fil, courant de soudage et tension d’arc synchronisés. Source iconographique fournie par Émile Layer.

Lecture du croquis CMT

Le croquis est divisé en une phase de court-circuit, une phase de rupture du pont liquide et une phase d’arc établi :

le fil avance vers le bain tandis qu’une goutte se forme sous l’arc ;
lorsque la goutte touche le bain, la tension s’effondre et le court-circuit est détecté ;
le dévidoir réversible commande le recul du fil ; simultanément, le courant est maintenu à un niveau faible afin que la séparation soit principalement assistée par le mouvement mécanique et la tension superficielle ;
après le détachement, la tension remonte avec le réamorçage de l’arc ;
une phase de courant plus élevé assure la fusion de l’extrémité du fil, puis le système revient au niveau de fond avant le cycle suivant.

La courbe de vitesse du fil est essentielle : contrairement à un court-circuit contrôlé uniquement par la source, le CMT associe la commande électrique à une inversion périodique du mouvement du fil.

Principales variantes du CMT

Le document technique de 2018 apporte plusieurs précisions utiles sur les développements dérivés du CMT :

CMT Pulse ou CMT Mix associe des cycles CMT et des impulsions afin d’étendre la plage de fonctionnement et d’augmenter l’énergie lorsque l’application le nécessite ;
CMT SynchroPulse alterne deux niveaux de vitesse de fil et deux phases CMT afin de mieux maîtriser l’aspect du cordon et le risque de perçage ;
CMT Advanced associe le mouvement alternatif du fil à un changement cyclique de polarité ;
CMT Pin soude de petits picots de fil sur une surface métallique, avec différentes formes possibles selon le courant et l’effort de retrait ;
CMT Twin utilise deux fils-électrodes électriquement isolés réunis dans un bain commun.

Ces variantes ne doivent pas être confondues avec le CMT standard : chacune répond à une application et à un équipement particuliers.

coldArc

Le coldArc®, proposé par EWM, est un arc court contrôlé conçu pour le soudage des tôles minces et de certaines passes de fond.

La régulation rapide du courant pendant le court-circuit vise à réduire l’énergie apportée à la pièce, à limiter les projections et à améliorer le contrôle du bain de fusion.

Comparaison du court-circuit avec EWM coldArc

Figure 8 — Comparaison entre le court-circuit conventionnel et la régulation EWM-coldArc®. La tension Us et le courant Is sont représentés pendant l’arc, le court-circuit et le réamorçage. Source iconographique fournie par Émile Layer .

Lecture du croquis coldArc

Pendant la phase 1, l’arc est établi et l’extrémité du fil fond. Dans la phase 2, la goutte entre en contact avec le bain : la tension chute et le courant commence à augmenter. À l’approche de la rupture du pont liquide, la commande coldArc réduit rapidement le courant, comme le montre la courbe bleue superposée à la montée plus importante d’un arc court conventionnel. La phase 3 correspond au détachement, au réamorçage et au retour contrôlé vers la phase d’arc. La réduction du courant au moment de la séparation limite les projections et l’excitation du bain.

WiseRoot+

Le WiseRoot+® de Kemppi est un procédé MIG/MAG optimisé pour le soudage des passes de fond avec ouverture du joint. La régulation s’appuie sur une mesure rapide de la tension et sur le contrôle du courant afin de stabiliser le transfert métallique.

Il peut être utilisé en toutes positions et permet, selon la configuration de l’assemblage et après validation du mode opératoire, de réduire l’angle du chanfrein.

Figure 9 — Le procédé WiseRoot+® de Kemppi est optimisé pour le soudage MIG/MAG des passes de fond avec ouverture du joint.

Figure 10 — Comparaison de la commande WiseRoot avec un arc court conventionnel pendant les périodes de court-circuit et d’arc, reliée aux étapes du transfert de métal. Photographie d’un document technique fournie par Émile Layer.

Lecture du croquis WiseRoot

La zone bleue correspond au court-circuit et la zone jaune à la période d’arc. Le trait continu représente la commande WiseRoot ; le trait interrompu sert de comparaison avec un court-circuit conventionnel. Après la détection du contact, le courant est élevé par paliers pour contrôler le pincement. Juste avant la séparation, il est abaissé afin de réduire les projections. Après le réamorçage, un niveau de courant élevé rétablit l’arc, agit sur la pénétration de la racine et prépare la fusion de la goutte suivante. La séquence d’images inférieure illustre successivement le contact, le resserrement du pont, le détachement, le réamorçage et la nouvelle phase d’arc.

Autres variantes de court-circuit contrôlé

Votre document de 2018 recense également plusieurs technologies commerciales fondées sur la régulation de la source pendant le court-circuit :

Cold MIG, proposé par Merkle ;
IAC — Intelligent Arc Control, développé par Migatronic ;
SP-MAG — Super-imposition, proposé par Panasonic ;
CBT — Controlled Bridge Transfer, développé par Panasonic ;
Cold Weld, désignation utilisée par CLOOS ;
MicroMIG, proposé par SKS Welding Systems ;
CSC-MIG — Controlled Short-Circuit MIG, cité dans la documentation Jetline.

Ces appellations sont commerciales et ne constituent pas des numéros de procédés distincts dans la classification EN ISO 4063. Elles désignent différentes stratégies de maîtrise du transfert, avec des algorithmes et des équipements propres à chaque fabricant.

Il faut également éviter de confondre Cold Weld de CLOOS avec le soudage à froid au sens métallurgique, réalisé sans fusion macroscopique.

Cold Weld — CLOOS

Figure 11 — Séquence Cold Weld de CLOOS avec courant et tension : courant de base positif, phase négative, retour au courant positif, impulsion positive et fusion de la goutte. Source iconographique fournie par Émile Layer .

Le croquis montre que cette variante ne repose pas uniquement sur une diminution générale de l’énergie. Le cycle associe une phase de courant négatif à des phases positives. La polarité négative favorise la fusion du fil et peut réduire la part d’énergie transmise à la pièce ; la phase positive et l’impulsion commandent ensuite la forme de l’arc, le transfert de la goutte et la pénétration. Les cinq vues supérieures doivent être lues en correspondance avec les repères numérotés de la courbe de courant.

ColdMIG — transfert à court-circuit contrôlé

Figure 12 — Séquence de transfert métallique et formes d’onde de courant et de tension d’un procédé ColdMIG non pulsé. Source iconographique fournie par Émile Layer.

Les cinq états numérotés montrent la formation de la goutte, son contact avec le bain, le développement du pont liquide, son pincement puis le réamorçage. La tension chute au court-circuit et remonte brutalement lorsque l’arc se rétablit. La forme de courant est adaptée en plusieurs paliers : faible énergie au contact, augmentation contrôlée pour provoquer le pincement, réduction autour du détachement, puis courant d’arc pour reformer la goutte. Cette figure doit rester associée à la désignation exacte employée par sa source ; elle ne doit pas servir d’illustration générique à toutes les technologies « cold ».

À suivre sur le blog

Cette présentation générale sera complétée par plusieurs articles techniques :

Pour approfondir les variantes du soudage MIG/MAG

Les procédés MIG/MAG à faible apport thermique s’inscrivent dans une famille plus large de technologies destinées à améliorer la pénétration, la productivité et la maîtrise du transfert métallique. Retrouvez également les analyses suivantes :