Soudage bout à bout : équipement, méthodes et technologie de processus

2024 Auteur: Howard Calhoun | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:27

La création de toute structure métallique implique toujours une connexion fiable et durable des composants et pièces individuels en une seule unité mécanique. Bien entendu, le produit métallique peut être réalisé sous la forme d'une pièce monolithique, monobloc, par exemple par fonderie. Cependant, le plus souvent, il est nécessaire de créer une connexion intégrale par la méthode des liaisons métalliques interatomiques, accompagnée d'un échauffement élevé de l'endroit où les pièces sont assemblées. Autrement dit, le soudage bout à bout par étincelage.

L'équipement, les méthodes et la technologie des procédés intéressent de nombreux soudeurs débutants. Ce type de connexion est largement utilisé dans les industries aérospatiale et automobile, car il vous permet de créer un cordon de soudure solide et fiable.

Caractéristiques du soudage bout à bout

Le soudage bout à bout de divers matériaux est l'une des variétés d'une connexion solide sous l'influence de la force de compression et du courant électrique. C'est-à-dire que les pièces connectées lors du soudage bout à bout par étincelage sont simultanément pressées l'une contre l'autre et chauffées par un arc électrique.

Si l'espace du jointpièces à un état plastique (sans fusion), alors ce type de connexion est appelé soudage par résistance. Lorsque les pièces sont chauffées jusqu'à fusion, on dit que les bords bout à bout des joints de soudure utilisent la méthode du solin. Chacune de ces méthodes est utilisée dans certaines situations, qui sont évaluées par le soudeur, en fonction des exigences de qualité et de fiabilité du cordon de raccordement, ainsi que du matériel utilisé.

La présence de défauts dans les soudures nuit grandement à la qualité du travail effectué. Par conséquent, afin d'éliminer ce problème, il est nécessaire de pré-nettoyer les surfaces de contact des oxydes, des irrégularités et de la saleté.

Il convient également de rappeler qu'à mesure que la taille de la surface du joint augmente, la résistance et la qualité de la soudure se détériorent considérablement. Cela est dû au fait qu'une grande surface ne se réchauffe pas bien et contribue à la formation rapide d'oxydes, ce qui affecte négativement la qualité du joint soudé.

Bénéfices des articulations bout à bout

Tout type de soudage a ses avantages et ses inconvénients technologiques. Le soudage bout à bout, selon de nombreux soudeurs, présente un certain nombre de qualités positives qui le distinguent considérablement des autres technologies.

Les avantages du soudage bout à bout par étincelage incluent:

• lorsque vous utilisez cette méthode de refusion, il n'est pas nécessaire de préchauffer le joint et de préparer les bords des pièces jointes;
• avec le respect de la technologie de soudage, il est facile d'obtenir un solide et fiableune connexion qui peut durer plusieurs décennies sans accident;
• maintient un niveau élevé d'homogénéité chimique du matériau après soudage, ce qui augmente la résistance du joint;
• la facilité et la simplicité du travail ne nécessitent pas de connaissances particulières, même de la part d'un soudeur débutant;
• la possibilité d'effectuer le processus de soudage bout à bout en mode entièrement automatique;
• haute vitesse des opérations technologiques;
• polyvalence dans l'utilisation de presque tous les matériaux.

Tous ces avantages l'emportent largement sur les inconvénients mineurs du procédé de soudage bout à bout.

Inconvénients du soudage

Certains inconvénients de ce type de soudage incluent:

• consommation élevée d'énergie électrique;
• un prix assez élevé d'une machine à souder par résistance pour un usage domestique, il est donc préférable de faire le joint bout à bout manuellement par vous-même;
• la nécessité de respecter scrupuleusement les exigences relatives à la taille de la surface des pièces jointes;
• difficulté à souder dans des conditions d'humidité élevée.

Types de soudage bout à bout

Le processus de soudage du joint bout à bout est basé sur la loi Joule-Lenz. Le processus de liaisons interatomiques se déroule sous l'action d'un courant électrique au moyen d'une forte compression appliquée à la surface de contact du produit.

Il existe deux types de soudage bout à bout:

• soudagerésistance;
• soudure par étincelage.

Essentiellement, ces deux méthodes utilisent le même processus technologique d'électrodéformation, mais il existe également des différences particulières.

Soudage par résistance

La particularité de cette méthode est que le processus d'assemblage des pièces se déroule sans faire fondre la base. Dans ce cas, la surface métallique est soumise à de fortes déformations plastiques. Structurellement, les baguettes de soudage sont connectées à un courant électrique et lorsqu'elles entrent en contact avec la surface métallique, un circuit fermé se forme. Au point de contact, une résistance élevée apparaît, ce qui procure un petit échauffement. Les tiges, chauffées à une certaine valeur, sont étroitement pressées les unes contre les autres et le courant est coupé.

Une fois que les tiges chauffées commencent à durcir, c'est pourquoi cette technologie s'appelle le soudage par résistance. Pour éviter un défaut de soudure, les surfaces des produits à souder doivent être soumises à un prétraitement minutieux afin que lors du collage du métal, il n'y ait pas de minuscules particules d'origine étrangère.

Le soudage par résistance est utilisé pour connecter des fils ou des tuyaux, et les matériaux peuvent être différents (acier et cuivre, fonte et aluminium).

Reflow connection

Une caractéristique distinctive du soudage bout à bout par étincelage est la fourniture de tension au transformateur jusqu'au contact des surfaces soudées. Dans ce cas, les microrugosités saillantes de la surface sont chauffées et écrasées. Par conséquent, le courant électrique ne circule pas le long d'une saillie plus grande, mais immédiatement le longtout le plan de contact.

Il existe deux types de soudage bout à bout:

1. Le soudage continu est caractérisé par le mouvement fluide de deux parties du produit, serrées dans des pinces spéciales de l'unité de soudage, l'une vers l'autre. Ensuite, un courant est appliqué et les pièces sont verrouillées, en contact avec tout le plan. Les pièces sont soudées, après quoi un tassement se produit à une certaine valeur et le courant électrique est coupé.
2. La fusion intermittente se produit en raison de l' alternance des moments de scellement et d'affaiblissement des joints, alors que le courant électrique reste allumé. Ce mouvement de va-et-vient ferme le circuit jusqu'au point de fusion de la matière.

Exigences de surface et technologie de nettoyage

Les surfaces des matériaux à assembler pour obtenir une soudure de haute qualité doivent répondre à certaines exigences:

1. La valeur de résistance sur tout le plan de contact doit être approximativement égale.
2. La résistance au courant électrique doit être aussi faible que possible.
3. Les plans des deux surfaces à souder doivent correspondre au niveau.
4. L'aspect uniforme de la surface est la clé d'un soudage de haute qualité.

Pour remplir ces conditions, il est nécessaire de faire une préparation préalable de la surface. Pour cela, vous avez besoin de:

1. Effectuer un dégraissage du joint.
2. Retirer le film d'oxyde sur tout le plan de contact.
3. Effectuer une neutralisation articulaire.
4. Bien sécher la surface.

Après le nettoyage, vous devez vérifier visuellement si les surfaces sont prêtes à souder.

Machines de soudage bout à bout

Avec l'aide de machines de soudage bout à bout spéciales, les tuyaux en polyéthylène sont le plus souvent soudés, car le matériau de ces produits s'adapte facilement au type bout à bout de la connexion de contact.

Il existe les types de postes à souder suivants:

• mobile;
• stationnaire;
• pendentif;
• universel;
• spécialisé.

La conception de toute machine à souder comprend un ensemble électrique et mécanique, ainsi qu'un système de refroidissement par eau et un alimentateur de pièces pneumatique.

Le soudage bout à bout des tuyaux en polyéthylène est légèrement différent de l'assemblage de produits métalliques. La matière plastique n'étant pas conductrice de courant électrique, le chauffage des extrémités des tuyaux est effectué par des éléments chauffants spéciaux. Sinon, la technologie de soudage bout à bout des tuyaux en polyéthylène est similaire à la connexion d'autres surfaces.

Soudage bout à bout manuel

À la maison, l'utilisation d'une machine à souder par contact n'est pas rentable, de sorte que les tuyaux de petit diamètre peuvent être soudés manuellement. Dans le même temps, pour obtenir une connexion de haute qualité, il est nécessaire d'acquérir de l'expérience dans l'exécution du travail par le biais de la formation.

Les étapes technologiques du processus de soudage bout à bout manuel sont les suivantes:

1. Préparer l'espace de travail conformément aux exigences de sécurité.
2. Faire une fixation sûre des pièces. La fixation peut être effectuée à l'aide de pinces spéciales, cependant, dans des conditions domestiques, des briques ou des évidements dans le sol sont le plus souvent utilisés. L'essentiel est que les pièces restent immobiles.
3. Utiliser du papier de verre ou une lime pour nettoyer les surfaces à souder.
4. Lors du chauffage d'une soudure bout à bout, une pression doit être appliquée sur le joint.
5. La couture est refroidie naturellement - dans l'air.

En cas de vent fort à l'extérieur, il est conseillé d'arrêter de travailler pour éviter que de la poussière ou du sable ne pénètre dans la zone de soudage. Par temps de pluie, les travaux peuvent être effectués sous un auvent spécial.

Défauts dans les joints bout à bout

Le fonctionnement à long terme de tout dispositif mécanique dépend en grande partie de la qualité du contrôle visuel du travail effectué. Par conséquent, chaque soudeur doit connaître et être en mesure d'évaluer les principaux défauts pouvant survenir au cours du processus de soudage.

Les principaux défauts du soudage par étincelage incluent:

1. Manque de pénétration de la soudure, qui se manifeste par une liaison métallique partielle. La cause la plus fréquente de ce défaut est la présence dela jonction du film d'oxyde, ainsi qu'un faible échauffement des extrémités des pièces.
2. Fissures et délaminage du joint, qui peuvent se produire lorsque le matériau est rapidement refroidi après le soudage.
3. La distorsion des fibres dans la zone de soudure peut également être causée par un refoulement excessif.
4. La pollution du joint avec diverses inclusions, les gros grains sur la soudure sont des défauts structuraux. De tels problèmes surviennent lorsque la couture est oxydée ou surchauffée.

Le soudage par résistance bout à bout, selon les experts, est un moyen fiable et de haute qualité pour assembler des pièces de différents matériaux. En raison de la possibilité d'effectuer le processus en mode automatique, il est largement utilisé dans les entreprises industrielles pour connecter des composants complexes de nombreux dispositifs mécaniques.