Types courants de soudage par résistance

Introduction

Le soudage par résistance est l'un des procédés d'assemblage les plus utilisés dans l'industrie. Il s'agit d'une méthode qui utilise le courant électrique et la pression pour assembler des pièces métalliques. Avec le soudage par résistance, l'assemblage est rapide et les résultats sont généralement assez fiables. Cette soudure permet de réaliser des joints solides et durables sans matériau d'apport supplémentaire. Il existe plusieurs formes de soudage par résistance. Il s'agit notamment du soudage par points, du soudage à la molette, du soudage par bossage, du soudage bout à bout et du soudage par étincelage. Chacune de ces méthodes a sa propre configuration et ses propres applications.

Soudage par résistance

Le soudage par points est une méthode simple et efficace utilisée pour assembler des pièces de métal qui se chevauchent. Deux électrodes en cuivre appuient fermement sur les pièces de métal. Lorsque le courant électrique passe, la chaleur générée fait fondre le métal en un point précis. Le refroidissement rapide du métal permet d'obtenir une liaison solide. Cette méthode est très répandue dans la fabrication des automobiles. La plupart des carrosseries sont assemblées par des soudures par points dans les tôles. Le processus a un temps de cycle rapide. De nombreuses installations fabriquant des produits à l'aide de cette technique produisent des centaines de soudures par points chaque minute. La chaleur est contrôlée de manière à ne pas affecter l'ensemble de la structure, afin que les joints puissent résister aux contraintes. Le soudage par points est également très utilisé dans la fabrication d'appareils électroménagers. La simplicité de la méthode la rend essentiellement facile à automatiser. De nombreuses usines modernes sont équipées de robots qui effectuent des soudures par points de manière cohérente et répétable.

Le soudage de joints

Lesoudage à la molette ressemble au soudage par points, mais il permet d'obtenir un joint de soudure continu. Au lieu d'électrodes discrètes, des rouleaux ou des électrodes en forme de roue sont appliqués. Cette technique permet d'obtenir une rainure nette et ininterrompue le long du joint des pièces. Elle est particulièrement adaptée aux joints étanches. Le soudage à la molette est utilisé dans l'industrie pour sceller les bords des bouteilles, des réservoirs de stockage et des tuyaux en acier inoxydable. La soudure continue ne laisse pas de vide qui pourrait devenir le point faible du joint. Le soudage à la molette convient aux pièces pour lesquelles il est utile d'avoir un cordon de soudure uniforme. Le processus est rapide et s'intègre bien dans les chaînes d'assemblage automatiques. Le soudage de joints est pratiqué depuis des décennies dans la fabrication de conteneurs et d'unités d'emballage. Le flux ininterrompu de courant garantit la solidité de la soudure et son aspect attrayant. Le soudage à la molette est également utilisé pour la fabrication de pièces destinées à d'énormes canalisations d'eau et de gaz.

Soudage par projection

Le principe du soudage par projection implique l'utilisation de petites saillies ou de sections surélevées sur l'une ou les deux pièces à assembler. Ces zones surélevées concentrent le courant de soudage sur un petit point. Le processus transfère la chaleur uniquement à la saillie, qui fusionne rapidement avec la surface adjacente. Cette méthode est efficace pour assembler de petits composants comportant plusieurs points de soudure. Elle réduit la nécessité d'un positionnement précis, car la saillie elle-même sert de guide. Le soudage par projection est largement utilisé dans le secteur automobile, où de nombreuses soudures similaires sont nécessaires sur une seule et même pièce. L'industrie de la fabrication d'appareils électriques utilise également cette forme de soudure pour des assemblages légers et précis. Les tests montrent que les joints soudés par projection offrent une grande résistance à la fatigue. La qualité de la méthode est maintenue dans la production de masse, ce qui réduit le temps nécessaire aux ajustements pour chaque soudure.

Soudure bout à bout

Le soudage bout à bout diffère des autres formes de soudage par résistance. Au cours de ce processus, les pièces de métal sont disposées bord à bord. Le joint est créé lorsque les bords se rejoignent parfaitement. Un courant électrique traverse les bords alignés. La pression exercée pour assembler les pièces sert de moyen de résistance. En se refroidissant, le métal en fusion forme une liaison très solide sur toute la longueur du bord. Le soudage bout à bout trouve de nombreuses applications dans la fabrication de pipelines, de pièces structurelles et autres. La force de cette méthode réside dans le fait qu'elle produit un joint sur toute l'épaisseur. Aucun chevauchement n'est nécessaire ; le produit fini présente donc une surface lisse et régulière. Cette technique de soudage devient le seul recours lorsqu'un joint net et solide est requis. De nombreuses applications lourdes dans les secteurs de la construction et du transport maritime reposent sur la fiabilité des joints soudés bout à bout. Ce procédé supporte des contraintes et des vibrations élevées, ce qui prouve sa valeur dans les applications critiques.

Soudage par étincelage

Le soudage par étincelle est une méthode qui permet d'assembler des pièces de métal par une soudaine poussée d'énergie. Pendant le processus, les pièces sont rapprochées et un courant élevé passe à travers le joint. Il se produit alors un éclair de métal en fusion à l'interface de contact. L'éclair nettoie les surfaces métalliques en brûlant les impuretés ou les oxydes. Une fois l'éclair terminé, la pression est appliquée pour forger le joint solidement. Le soudage par étincelage est utilisé dans les industries qui assemblent des pièces de grande section. Il trouve son application dans la fabrication de rails pour l'assemblage des rails ou dans la production de barres de bus électriques. Le processus est automatique et ne nécessite pas d'installation compliquée. Il garantit la propreté de la zone de soudure et une liaison solide. Grâce à la rapidité du cycle et au chauffage contrôlé, le soudage par étincelage est efficace sur le plan énergétique et économique. Ce que les ingénieurs apprécient le plus dans ce procédé, c'est sa capacité à assembler des métaux différents, ce qui le rend très polyvalent pour toute une série de composants structurels.

Conclusion

Le soudage par résistance est une technique très importante pour un certain nombre d'industries manufacturières. Le courant électrique et la pression sont combinés dans cette technique pour produire des joints solides et cohérents. Chaque technique a ses avantages : le soudage par points, le soudage à la molette, le soudage par bossage, le soudage bout à bout et le soudage par étincelage. Ces procédés ont contribué à façonner la méthode de production moderne. Pour plus d'informations, veuillez consulter le site Stanford Advanced Materials (SAM).

Questions fréquemment posées

F : À quelle vitesse le soudage par points est-il généralement effectué ?

Q : Les applications industrielles peuvent atteindre des centaines de cycles de soudage par minute avec le soudage par points.

F : Quels sont les produits qui utilisent des modèles de soudage par joint ?

Q : Le soudage de joints est courant dans les réservoirs, les pipelines et les conteneurs scellés en acier inoxydable.

F : Les joints soudés par étincelage sont-ils fiables pour les applications lourdes ?

Q : Oui, les joints soudés par étincelage sont solides et durables et conviennent aux composants soumis à de fortes contraintes.

Référence :

[1] K.G. Swift, J.D. Booker, Chapter 11 - Joining Processes, Editor(s) : K.G. Swift, J.D. Booker, Manufacturing Process Selection Handbook, Butterworth-Heinemann, 2013, Pages 291-349, ISBN 9780080993607