PROCEDE DE SOUDAGE PAR POINTS
Mรฉcanisme de formation de la soudure
La chaleur servant ร faire fondre l’acier au niveau du contact tรดle-tรดle est crรฉรฉ par effet Joule durant le passage du courant dans les conducteurs. La quantitรฉ de chaleur dรฉgagรฉe pendant la durรฉe t en fonction de l’intensitรฉ du courant et de la rรฉsistance รฉlectrique traversรฉe est donnรฉe par la relation : Q= ส R Iยฒ dt.Le dรฉgagement de chaleur est donc maximal ร l’endroit oรน la rรฉsistance est la plus รฉlevรฉe. Dans la pratique, les rรฉsistances de contact sont, au dรฉbut d’un cycle de soudage, plus grandes que les rรฉsistances ohmiques des tรดles et des รฉlectrodes. Dans le cas de produits revรชtus, il est possible d’utiliser le mรชme modรจle que celui de la figure 2-6. (les rรฉsistances des revรชtements รฉtant alors incluses dans les rรฉsistances de contact), ou de complรฉter le modรจle en ajoutant quatre rรฉsistances ohmiques du revรชtement. Ces diverses rรฉsistances, qui ont une influence directe sur les dรฉgagements de chaleur, donc sur la constitution du noyau fondu, ne sont pas constantes au cours d’un cycle de soudage.
Elles dรฉpendent en effet fortement de la tempรฉrature :
๏ท les rรฉsistances ohmiques augmentent en fonction de la tempรฉrature, ๏ท les rรฉsistances de contact diminuent lorsque la tempรฉrature augmente. En effet, les contacts รฉtant initialement ยซย ponctuelsย ยป plutรดt que surfaciques, ces rรฉsistances dรฉpendent directement, ร pression donnรฉe, des caractรฉristiques mรฉcaniques des matรฉriaux en contact et de leur รฉtat de surface : la duretรฉ des matรฉriaux diminuant avec l’รฉchauffement, les surfaces de contact augmentent. Il y a donc une diminution des rรฉsistances de contact avec la tempรฉrature.
En dรฉbut de soudage, les dรฉgagements de chaleur les plus importants sont situรฉs au niveau des diffรฉrentes discontinuitรฉs de l’assemblage :
๏ท ร l’interface tรดle-tรดle, cette chaleur sert ร faire fondre le revรชtement et l’acier afin de former le noyau fondu, ๏ท aux interfaces รฉlectrode – tรดle, cette chaleur – qui ne contribue pas ร la formation de la soudure – est en partie รฉvacuรฉe par les รฉlectrodes, qui, outre une bonne conductivitรฉ รฉlectrique, doit par consรฉquent avoir une conductivitรฉ thermique รฉlevรฉe.
L’analyse des รฉvolutions de ces rรฉsistances permet de mieux comprendre la cinรฉtique de formation du point : l’รฉchauffement est rรฉalisรฉ en premier lieu au niveau des interfaces, et l’รฉlectrode รฉvacue les calories crรฉรฉes ร l’interface tรดle-รฉlectrode. Le noyau fondu s’initie ร l’interface tรดle-tรดle et ne progresse que grรขce aux rรฉsistances ohmiques des tรดles.
Point Soudรฉ
ย Gรฉomรฉtrie
La figure 2-7 prรฉsente la gรฉomรฉtrie dโun point soudรฉ : ๏ท discontinuitรฉ de l’assemblage, ๏ท prรฉsence d’une entaille concentrant les contraintes en cas de sollicitations mรฉcaniques, indentation, par pรฉnรฉtration de l’รฉlectrode, des faces externes de l’assemblage.Globalement, trois zones principales peuvent รชtre distinguรฉes. La premiรจre est le noyau fondu, zone ou lโacier est passรฉ ร lโรฉtat liquide puis sโest refroidi trรจs rapidement jusquโร la tempรฉrature ambiante. La deuxiรจme est la zone dite affectรฉe thermiquement (ZAT), c.ร .d. la zone ou la microstructure du mรฉtal de base a รฉtรฉ modifiรฉ par le cycle thermique imposรฉ par le procรฉdรฉ de soudage, on considรจre en gรฉnรฉral que cette zone est celle ou lโacier a vu des tempรฉrature allant jusquโร 600 C0 Enfin la derniรจre zone est celle du mรฉtal de base (MB) proprement dit ou la microstructure est inchangรฉe.
ย Microstructures
Lโopรฉration de soudage par point se caractรฉrise par un cycle thermique trรจs modifie profondรฉment la microstructure du mรฉtal de base au voisinage du point soudรฉ .le mรฉtal subit un chauffage ร des vitesses de lโordre du millier de degrรฉs Celsius par seconde jusquโร une tempรฉrature pouvant aller au-delร de la tempรฉrature de fusion .il sโen suit immรฉdiatement un refroidissement trรจs rapide dont la vitesse dรฉpend des paramรจtres de soudage .un cycle de soudage par point complet est typiquement effectuรฉ en moins dโune seconde. Au niveau microstructural, on distingue plusieurs zones, illustrรฉ schรฉmatiquement ร la figur2.8
– La zone associรฉe au mรฉtal de base MB : la tempรฉrature atteint dans cette zone est restรฉ en dessous de 600 0 C environ si bien quโon ne dรฉtecte pas de modification structurale visible.
– La zone subcritique SCZAT : zone ou la tempรฉrature maximale atteinte est comprise entre environ 600 0 C ET 720 0 C (Ac1), on nโobservera globalement aucun effet sur la taille des grains mais certaines modifications mรฉtallurgique peuvent dรฉjร avoir lieu selon lโรฉtat initial au chauffage, une partie du carbone peut รชtre remis en solution. Au refroidissement, on peut observer de la prรฉcipitation-coalescence en prรฉsence dโรฉlรฉment dispersoides, des phรฉnomรจnes de revenu (de la martensite du mรฉtal de base en fonction de la vitesse de refroidissement.
– La zone intercritique ICZAT : zone ou la tempรฉrature est arrivรฉ entre AC1 et AC3 lโaustรฉnitisation partielle (coexistence de la ferrite ษ et de lโaustรฉnite ฮณ conduit ร des modifications importantes de la microstructure. – La zone ร grain fins CFZAT : zone de tempรฉrature entre 906 0 C (AC3) et 1100 0 C environ dโaprรจs le diagramme dโรฉquilibre Fe-C, lโaustรฉnitisation est totale dans cette zone. Dans le cas du soudage, AC3 peut รชtre dรฉcalรฉ par la rapiditรฉ du cycle thermique .au chauffage. La nouvelle structure austรฉnitique, non homogรจne et globalement fine, remplace la microstructure initiale, suite au refroidissement rapide, on observera gรฉnรฉralement une structure bainitomartensitique fine avec รฉventuellement quelques hรฉtรฉrogรฉnรฉitรฉs.
– La zone ร grande grains GGZAT : zone entre 1100
C environ et la tempรฉrature de fusion, on assiste ร une forte croissance du grain austรฉnitique qui confรจre ร cette zone une forte trempabilitรฉ. La microstructure obtenue aprรจs refroidissement rapide est en gรฉnรฉral martensitique et homogรจne.
– Zone fondu ZF : outre une fine zone de liaison (difficilement observable) constituรฉ par la zone semi-solide. La derniรจre zone est la zone fondue, ou la tempรฉrature a dรฉpassรฉ la tempรฉrature de liquidus, la microstructure observรฉe aprรจs refroidissement rapide sera dendritique, grossiรจre au centre du point et plus fine en bordure de noyau. On peut observer de la sรฉgrรฉgation inter dendritique.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION GENERALE
Chapitre1 : GENERALITES SUR LE SOUDAGE
1) Soudage
1.1 Gรฉnรฉralitรฉ
1.2 Principedesoudage
1.3 Zones de la soudure
1.4 Choix du procรฉdรฉ de soudage
1.5 Classification des procรฉdรฉs de soudage
1.6 Dรฉnominations et rรฉfรฉrences
1.7 Avantages du soudage, par rapport aux autres techniques dโassemblage
2) Soudage par rรฉsistance
2.1 Dรฉfinition du procรฉdรฉ
2.2 Procรฉdรฉ de soudage par rรฉsistance
2.3 Paramรจtre de soudage par rรฉsistance
2.4 Les Contrรดles de soudage par rรฉsistance
2.5 Les avantages et les Inconvรฉnients
3) Domaine dโapplication
4) Conclusion
Chapitre 2 : PROCEDE DE SOUDAGE PAR POINTS
Introduction
1) Soudage par points
1.1. Dรฉfinition
1.2. Principe du Procรฉdรฉ .
1.3. Constitution dโune machine soudรฉe par points
2) Paramรจtres du Procรฉdรฉ
3) Mรฉcanisme de formation de la soudure
4) Point Soudรฉ
5) Soudabilitรฉ des mรฉtaux
6) Soudage des aciers inoxydables
7) Conclusion
Chapitre 3 : ETUDE EXPERIMENTAL
Introduction
1) Matรฉriau dโรฉtude 304L
1.1 Historique des inox
1.2 Fabrication
1.3 Principales Familles
1.4 Caractรฉristiques chimiques et physiques
1.5 Caractรฉrisation mรฉcanique
2) Choix du paramรจtre de soudage par point pour 304L
3) Diffรฉrents types des assemblages rรฉalisรฉs
3.1 Caractรฉristique de soudeuse par point TECNA CE 800XN
3.2 Description de la machine
4) Essais de traction en cisaillement
5) Conclusion
Chapitre 4 : RESULTATS ET DISCUSSION
Introduction
1) Effets des paramรจtres de soudage sur la gรฉomรฉtrie des points de soudures
2) Mรฉcanismes de rupture
3) Facteurs principale qui influent sur mรฉcanisme de la rupture
4) Rรฉpartition de la charge de la traction dans chaque type dโarrangement
5) Classification des types des arrangements sur le plan rรฉsistance a la rupture
Conclusion & perspectives
Bibliographie
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