5 processus principaux de soudage par résistance

Cet article met en lumière les cinq processus principaux du soudage par résistance. Les processus sont les suivants: 1. Soudage par points 2. Soudage à la molette 3. Soudage par projection 4. Soudage bout à bout 5. Soudage au flash.

Processus # 1. Soudage par points:

Le soudage par points est une méthode de soudage par résistance la plus simple et la plus largement utilisée. Il est utilisé pour joindre deux ou plusieurs feuilles qui se chevauchent.

Les plaques à assembler sont placées entre les deux électrodes conductrices en cuivre ou en alliage de cuivre. Un courant haute tension basse est passé entre les électrodes. Le métal fond dans la zone centrale de l'interface entre les deux plaques.

Dans le même temps, une pression élevée est appliquée pour terminer la soudure. Le processus est illustré à la Fig. 7.29 (a), (b) montre également les étapes pour réaliser une soudure par points. La figure 7.29 (c) représente le graphique courant en fonction du temps pour un cycle de soudage par points.

Les électrodes utilisées doivent posséder une bonne conductivité électrique et thermique. La chaleur générée sur la face extérieure des plaques doit être transférée à l'électrode pour éviter la fusion au niveau de la zone non requise.

Les électrodes sont généralement creuses et sont refroidies à l'eau afin de transférer la chaleur des électrodes à l'eau. Les machines de soudage par points ont une capacité nominale supérieure à 600 kVA et utilisent une tension de 1 à 12 volts. Un transformateur abaisseur est utilisé pour réduire la tension.

Application et utilisations:

Le soudage par points est le procédé de soudage par résistance le plus utilisé dans l'industrie. Les tôles d'acier au carbone ayant une épaisseur allant jusqu'à 4 mm peuvent être soudées par points avec succès. Toutefois, des tôles d'acier d'une épaisseur allant jusqu'à 12 mm peuvent être soudées par points, ce qui est une solution de rechange satisfaisante au rivetage.

Par conséquent, le soudage par points a trouvé une application répandue dans les industries automobile, aéronautique et électronique. Il est utilisé économiquement dans la tôlerie, la fabrication de conteneurs en métal et de jouets, etc.

Avantages du soudage par points:

(1) Tous les métaux commerciaux tels que le cuivre, l'acier, l'acier galvanisé et l'acier inoxydable peuvent être soudés.

(2) Aucune préparation spéciale n'est nécessaire sauf pour le nettoyage approprié des surfaces.

Inconvénients du soudage par points:

(1) Seuls les joints de soudage par recouvrement sont possibles.

(2) Le procédé ne fonctionne pas de manière satisfaisante avec l'aluminium et nécessite quelques modifications.

Processus n ° 2. Soudage à la molette:

Le soudage à la molette est un procédé de soudage par résistance dans lequel une soudure continue est obtenue sur deux pièces de tôle qui se chevauchent ou se chevauchent. Il s'agit d'un procédé de soudage par points modifié dans lequel un soudage en continu est obtenu. Dans ce processus, les feuilles qui se chevauchent sont passées entre les roues en cuivre en rotation agissant comme des électrodes.

Un courant d'intensité élevée circule dans les roues et elles sont appliquées à la pression souhaitée pour produire une soudure. Vous pouvez utiliser un courant de soudage atteignant 5 000 ampères et la force de pression exercée sur les roues à électrodes peut atteindre 6 kN (plus d’une demi-tonne).

Une vitesse de soudage d'environ 12 pieds par minute est assez courante. La chaleur produite rend le métal en plastique et la pression des électrodes circulaires (roues) complète la soudure. Les roues d'électrode peuvent être refroidies à l'air ou à l'eau pour éviter une surchauffe.

Le courant n'est pas continu mais est régulé par une minuterie électronique. Si le courant est mis et éteint rapidement, une zone de fusion continue est obtenue entre les deux plaques qui se chevauchent, comme indiqué sur la figure 7.30.

(a) Il est connu sous le nom de soudage Stich. Le joint obtenu par soudage par points est étanche à l'air et aux liquides. La soudure par points est utilisée pour la fabrication des tuyaux, des cylindres étanches à la pression, des réservoirs étanches et des réservoirs sous pression. Si le courant est allumé et éteint par intermittence pendant une durée définie, des pépites individuelles seront produites, comme illustré à la Fig. 7.30.

(b) On parle de soudage au rouleau. Le joint produit par la soudure au rouleau n'est pas étanche à l'air, au gaz ou à l'eau.

Application et utilisations:

(1) Le soudage par joint convient le mieux et est adopté pour des épaisseurs de métal allant de 0, 025 mm à 3 mm.

(2) Le soudage des joints est utilisé dans la production de joints étanches à la pression utilisés dans des récipients, des boîtes, des tubes, des tuyaux, des silencieux, des cylindres et similaires.

Avantages du soudage à la molette:

Les avantages du soudage à la molette sont les suivants: faible coût, taux de production élevé et aptitude à l’automatisation.

Inconvénients de la soudure continue:

L'épaisseur de la tôle à souder est limitée à 4 mm dans le cas d'alliages à haute conductivité, car ils nécessitent un courant extrêmement élevé. Les tôles d'acier de 4 mm nécessitent 20 000 ampères, tandis que les tôles d'aluminium de 4 mm nécessitent 75 000 ampères.

Processus n ° 3. Soudure par projection:

Le soudage par projection est un processus de soudage par résistance similaire au soudage par points, mais il produit plusieurs points soudés à la fois.

Dans le soudage par projection, l’une ou les deux pièces sont munies de petites projections de sorte que le courant et le chauffage se localisent à ces endroits. Les projections sont généralement produites par pressage à la matrice ou par toute autre méthode similaire. Le processus est illustré aux Fig. 7.31 (a) et (b).

Lorsque le courant à haute densité (moins que le courant de soudage par points) est passé, un chauffage localisé a lieu aux points de contact.

Les projections s’effondrent sous la force externe appliquée, formant un contact étroit de surface à surface, produisant une soudure finie bien définie similaire au soudage multipoints.

Lorsque le courant est coupé, la soudure se refroidit et la solidification a lieu sous la force appliquée.

La force de l'électrode est libérée et la pièce soudée est retirée. Comme dans le cas du soudage par points, l'ensemble du processus de soudage par projection ne prend qu'une fraction de seconde. La Fig. 7.31 (c) montre les différentes étapes du soudage par projection.

Application et utilisations:

(1) Les feuilles trop épaisses pour être assemblées par soudage par points peuvent être soudées à l'aide du procédé de soudage par projection.

(2) Le fer galvanisé, l’acier à faible et à haute teneur en carbone, les feuilles d’étain, l’acier inoxydable, le moulage sous pression de zinc et les pièces en aluminium extrudées peuvent être soudés avec succès.

(3) Les applications courantes du soudage par projection sont: soudage de petits goujons, écrous, boulons spéciaux et composants de machines.

Avantages de la soudure par projection:

1. C'est un processus rapide et le nombre de soudures peut être effectué simultanément.

2. Il convient à la production en grande quantité.

3. Il n’ya généralement pas de limite d’épaisseur.

4. La durée de vie des électrodes est bien supérieure à celle des électrodes de soudage par points.

5. Il est possible de souder plus étroitement que possible avec le soudage par points.

6. Il fournit une excellente précision de localisation des soudures.

7. De plus, la présence de graisse, de saleté ou de film d'oxyde à la surface des pièces à usiner a moins d'incidence sur la qualité de la soudure qu'en cas de soudage par points.

Inconvénients de la soudure par projection:

Le cuivre et le laiton ne peuvent pas être soudés par projection car ils s’effondrent sous la pression.

Processus # 4. Soudage bout à bout:

Le soudage bout à bout appartient au groupe de soudage par résistance comme le soudage par points. Soudure à la molette et à la projection. Le soudage bout à bout est réalisé en saisissant deux pièces métalliques de même section et en les pressant l'une contre l'autre pendant que la chaleur est générée par une résistance électrique entre les surfaces de contact. Le soudage bout à bout, également appelé soudage bout à bout contrarié, est illustré à la Fig. 7.32.

Lors du soudage bout à bout, les pièces sont serrées dans des électrodes spécialement conçues et réunies en contact solide, et un courant alternatif à basse tension (1 à 3 V) est activé à travers la zone de contact.

En raison de la chaleur générée, le métal dans la zone de soudure prend un état plastique (870 à 900 ° C), les deux pièces sont pressées l'une contre l'autre (refoulement) pendant que le courant circule toujours et la compression se poursuit même après la coupure du courant. de.

Les pièces soudées sont ensuite libérées. Le débit de courant ou de chauffage dépend du type de métal, de l'état de la surface et de la pression appliquée.

Application et utilisations:

Le soudage bout à bout est particulièrement adapté aux tiges, aux tuyaux, aux petites formes structurelles et à de nombreuses autres pièces de section uniforme.

Avantages du soudage bout à bout:

1. C’est la meilleure méthode pour uniformiser les parties de section transversale.

2. C'est une méthode assez rapide pour souder des tubes et des tiges.

Inconvénients du soudage bout à bout

1. Le soudage bout à bout serait voué à l'échec pour les grandes sections car elles ne peuvent pas être chauffées uniformément et nécessitent un courant extrêmement intense.

2. Le procédé de soudage bout à bout est limité au soudage de fils et de tiges jusqu'à 10 mm de diamètre.

3. Le procédé de soudage bout à bout assure le soudage uniquement lorsque les deux surfaces à souder ont la même section et une excentricité négligeable, voire nulle.

4. Le procédé de soudage bout à bout requiert la même résistance des deux plaques chauffantes pour assurer un chauffage uniforme et une soudure à fond.

Processus # 5. Soudage au flash:

Le soudage au flash appartient au groupe du soudage par résistance similaire au soudage bout à bout. Le soudage au flash est similaire au soudage bout à bout, sauf que la manière de chauffer le métal est différente.

Les pièces sont d'abord mises en contact léger et une haute tension est transmise. Cela produit une action de clignotement (arc) et les pièces sont chauffées localement à l'état plastique. Une force ou une pression élevée appliquée pendant le passage du courant, produisant une soudure saine.

Une petite projection est laissée autour du joint et peut être facilement retirée avec le processus de meulage. Le processus est illustré à la Fig. 7.33 (a).

L'équipement de soudage par étincelage comprend un transformateur basse tension (5 à 10 V), un dispositif de chronométrage du courant et un mécanisme de pression pour comprimer les deux pièces. La figure 7.33 (b) illustre les différentes étapes d’un cycle de soudage par étincelage. Nous pouvons voir que la pression appliquée au début est faible. Par conséquent, il existe un nombre limité de points de contact qui agissent comme des ponts localisés pour faire passer le courant.

En conséquence, le métal est chauffé à ces points lorsque le courant est activé et la température augmente avec le courant croissant jusqu'à dépasser le point de fusion du métal.

A ce stade, le métal en fusion est expulsé de la zone de soudure, provoquant un «clignotement». De nouveaux ponts sont produits et se déplacent rapidement sur toute l'interface, permettant ainsi un chauffage uniforme. Lorsque toute la zone de contact est chauffée au-dessus de la ligne de liquide, le courant électrique est coupé et la pression est augmentée pour faire sortir le métal en fusion, bouleverser les pièces aboutées et les souder.

Application et utilisations:

1. Le soudage au flash est utilisé pour joindre de grandes sections, des rails, des maillons de chaîne, des jantes en acier, des meubles en acier tubulaire, un essieu arrière, des tubes à paroi mince et similaires.

2. Le soudage au flash peut également être appliqué sur des métaux dissemblables.

3. Le soudage au flash peut convenir à de nombreux métaux non ferreux.

Avantages du soudage au flash:

1. Productivité et accélération accrues.

2. Capacité à produire des soudures de haute qualité.

3. Des métaux similaires peuvent également être soudés.

Inconvénients du soudage flash:

Le soudage au flash n'est pas recommandé pour le soudage d'alliages contenant un pourcentage élevé de cuivre, de zinc, de plomb et d'étain. Perte de métal en action 'clignotante'.