Compatibilité de soudage des métaux usuels

Compatibilité de soudage des métaux usuels

Soudage par points

Le soudage par points est un procédé d’assemblage discontinu, par recouvrement. Il s’applique à des assemblages en tôles d’aciers doux, allié, inoxydable, d’aluminium, etc. d’épaisseurs généralement comprises entre 0,5 et 10 mm.
Lors de l’opération de soudage les deux pièces sont placées et maintenues dans leur position respective d’assemblage, puis introduites dans les bras de la machine. L’action d’une pédale déclenche pour chacun des points à réaliser un cycle complet qui comprend les phases suivantes :
l’accostage : les électrodes se rapprochent et viennent se serrer sur les pièces à souder à l’endroit prévu et sous un effort donné ;
le soudage : le courant passe, déclenché par la fermeture du contacteur du circuit de puissance ;
le forgeage ou maintien d’effort à la fin duquel les électrodes s’écartent et reviennent au repos.
Ces différentes phases, dont la durée totale reste de l’ordre de quelques secondes selon les épaisseurs, sont rigoureusement temporisées et se déroulent automatiquement.
Au coup par coup, la machine ne réalise qu’un cycle et il faut appuyer de nouveau sur la pédale pour en réaliser un autre.
À la volée, la machine fonctionne d’une manière répétitive, chaque cycle étant séparé du précédent par un intervalle de temps ou temps mort qui permet à l’opérateur de déplacer la pièce à souder. Sa durée détermine ainsi la cadence de travail.

Soudage par bossage

Le procédé de soudage par bossage est une méthode d’assemblage directement dérivée du procédé classique de soudage par résistance par points. Dans le cas de ce dernier, la surface de passage du courant est déterminée par la forme des électrodes et de l’effort de compression qui doit vaincre la raideur des tôles. La surface de contact peut donc être variable et elle est relativement mal contrôlée. Dans le cas du soudage par bossage, l’effort de compression et l’endroit du passage du courant sont localisés à un ou des points déterminés par des bossages préexistants sur une des deux pièces à assembler. En effet, les bossages, grâce à leur effet de concentration délimitent parfaitement la surface de passage du courant de soudage. Ils assurent une bonne régularité des conditions de contact des pièces et favorisent ainsi la régularité de la quantité d’énergie dégagée à l’endroit du joint à réaliser.
Le soudage par bossage est souvent utilisé dans le cas d’assemblage des tôles ayant une certaine courbure, car sans le bossage, il est difficile de garantir un contact correct des deux tôles à l’endroit de la soudure .
Le soudage de barres et de fils en croix, utilisé par exemple pour la fabrication de chariots de supermarché, est également assimilé au soudage par bossage, car il présente de nombreuses similitudes dans sa mise en œuvre .

SOUDAGE A LA MOLETTE

Le soudage à la molette diffère du soudage par points en ce que les électrodes classiques sont ici remplacées par des rotations permettent de faire des soudures par recouvrement, continues et étanches.
La soudure se réalise de façon progressive et continue, associant serrage des tôles et passage du courant, sur toute la longueur du Un cycle de soudage comporte donc les phases suivantes, similaires à celles du soudage par points :
l’accostage : les deux molettes viennent serrer, pour les accoster et localiser le courant, les deux pièces à souder au point de départ
le soudage : le courant passe, déclenché par la fermeture du contacteur primaire, et la rotation des molettes est engagée, créant une liaison continue.
l’arrêt qui commande l’écartement des molettes en fin de cordon.
Le cycle de soudage est celui de la f machine typique et les différentes phases opératoires .

Soudage en bout par étincelage

Le procédé de soudage en bout, première forme du soudage par résistance, permet, comme son nom l’indique, de souder bout à bout des barres ou des profilés de même section droite ou des pièces ayant reçu une préparation les ramenant à ce cas. Les pièces sont placées dans des mâchoires en cuivre, dont l’une est fixée sur un chariot mobile en translation parallèlement à l’axe de soudage.
L’opérateur actionne la commande du cycle qui se déroule automatiquement de la façon suivante :
avance et accostage : le chariot mobile entre en mouvement pour rapprocher les pièces qui viennent en contact sous un effort déterminé
soudage : le courant passe, déclenché par la fermeture du contacteur primaire du circuit de puissance, et porte les parties en contact à la température de soudage ;
forgeage ou maintien : exercé par l’effort du chariot mobile et à la fin duquel les mâchoires s’ouvrent en permettant le retour au repos du chariot.
Comme dans le cas général, ces différentes opérations sont temporisées. Il n’existe pas, dans les machines en bout, de marche soudage par points. Cependant, avec un dispositif de chargement et déchargement automatiques des pièces, on peut obtenir un fonctionnement similaire

Soudabilité

Il présente une excellente soudabilité par points, aussi bien pour des assemblages homogènes qu’hétérogènes, tant à 50 Hz qu’à 1000 Hz.
Les domaines de soudabilité sont larges et les tenues mécaniques des assemblages (traction, cisaillement) sont conformes aux exigences des constructeurs automobiles et aux normes.
Grace a la nature de la couche alliée obtenue après emboutissage a chaud, la durée de vie des électrodes de soudage est considérée comme très bonne (plusieurs milliers de points sans dégradation) par rapport aux revêtements métalliques conventionnels.
En raison d’une très haute résistance mécanique et d’une faible ductilité, on observe avec l’utilisation de paramètres de soudage standards des projections de soudure qui peuvent conduire à des défauts de type fissuration et une dégradation de la surface du point soudé.
Afin de limiter ces défauts, on préconise une intensité de soudage relativement basse avec un temps de soudage plus conséquent et enfin un effort de serrage plus élevé . On pourra également augmenter le diamètre de la face active de l’électrode de manière à réduire la densité de courant par rapport à la surface.

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Table des matières

Introduction générale
Chapitre .I
I.1. Principe du soudage par résistance
I.1.1 Soudage par points
I.1.2 Soudage par bossage
I.1.3 Soudage a la molette
I.1.4 Soudage en bout par étincelage
I.2 PRINCIPE DE BASE DU PROCÉDÉ
I.2.1Rappel de base d’électricité
I.2.2 Cycle de soudage
I.3 Mécanisme de formation de la soudure
I.4 Point de soudure et son environnement
I.4.1 Microstructures du point soudé
I.5 Soudabilité
I. 6 Compatibilité de soudage des métaux usuels
I.7 Matériaux d’étude « Aciers doux »
I.8 Tôles galvanisées
I.9 Processus de l’usure des pointes d’électrodes
I.10 Préparation des surfaces de tôles dégraissage
I.11 Décapage
I.12 ELECTRODES
I.13 Etat de l’art sur les effets des paramètres de soudage
Chapitre .II
II.1. Introduction
II.2 Principe de l’essai
II.3 Exploitations de l’essai
II.3.a Définitions
II.3.b Constantes d’élasticité
II.3.b.1 Définitions
II.3.c. Le Processus thermomécanique
II.4 Courbe rationnelle de traction
II.4.1 Contrainte vraie
II.4.2 Déformation rationnelle
II.5 Matériaux d’étude
II.5.1 Caractéristiques chimiques et physiques
II.6 Etapes de la réalisation des éprouvettes
II.6.1 Eprouvettes
II.6.2 Machines utilisées
II.6.2.1 Poinçonneuse (AMADA)
II.6.2.2 Plieuse (AMADA)
II.6.2.3 Machine de soudage (TECNA)
II.6.2.4 Essai de traction
II.7 Description de l’essai
Chapitre .III
III.1 Mécanisme de rupture
III.1.1 Mode de rupture
III.2 Effet de l’intensité du courant sur le comportement mécanique
III.2.1 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 2mm
III.2.2 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 1 mm
III.3 Effet de l’effort sur le comportement mécanique des joints soudés
III.3.1 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 2mm
III.3.2 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 1 mm
III.4 Effet du temps de maintien sur le comportement mécanique des joints soudé
III.4.1 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 2mm
III.4.2 Analyse des Essais de rupture pour une épaisseur de 1mm
III.6 Effet de la géométrie sur le comportement mécanique des joints soudé
III.7 Effet de la charge maximale sur le comportement mécanique
Conclusion & perspectives