LES DIFFERENTS PROCEDES DE SOUDAGE PAR RESISTANCE

Il existe de nombreux procds de soudage par rsistance. Ceux-ci sont souvent peu

connus en dehors de leur domaine de prdilection. Le but de cet article est de prsenter

brivement ces diffrents procds et leurs applications. Le Cewac dveloppe plus

particulirement les applications de micro-soudage par rsistance dans le cadre du projet

FEDER MICROSOUD.

Principe du soudage par rsistance

Le procd de soudage est un procd chaud, sous

pression et sans mtal dapport. Il consiste chauffer

localement les pices par passage dun courant lectrique.

La technique la plus utilise est le soudage par rsistance

par points. Dans ce cas, les pices souder sont

superposes et serres localement entre deux lectrodes et

l'ensemble est travers par un courant de soudage qui

provoque une lvation de temprature. Lchauffement

provoque la fusion localise des deux pices dans la zone

situe entre les deux lectrodes, suivi de la formation dun

noyau de mtal recristallis. Il existe plusieurs procds

drivs, on peut citer le soudage la molette, le soudage

par bossage ou le soudage en bout, procds qui seront

galement abords dans cet article. Le point commun de

ces procds est quils utilisent leffet Joule, cest- dire

quils exploitent le phnomne de lchauffement dun

conducteur parcouru par un courant lectrique. Pour

rappel, dans un circuit lectrique, la chaleur dgage par

chaque lment est proportionnelle R.I.t o R est la

rsistance de llment, I, lintensit efficace du courant et

t, la dure de son passage.

Le soudage par points

Dans le cas du soudage par points, les lectrodes ne peuvent effectuer quun mouvement

vertical (pas de dplacement horizontal), le rsultat du soudage est donc un point de

soudure circulaire. En respectant certaines prcautions, plusieurs points peuvent tre

effectus les uns la suite des autres. Un exemple dinstallation de micro-soudage par

points est montr sur la figure 1.

Ce procd est beaucoup utilis en industrie automobile, mais galement par exemple

pour la fabrication de batteries ou dustensiles de cuisine. Il se prte particulirement bien

lassemblage des aciers ou daciers inoxydables, mais moyennant certaines prcautions,

dautres matires peuvent galement tre soudes, telles que laluminium, le cuivre, voire

mme des soudures htrognes comme prsent sur la figure 2.

Figure 1 : Soudeuse par points

disponible au Cewac

Figure 2 : a) Soudage dune tresse en cuivre sur un support en acier inoxydable

b) Raccord entre un fil en laiton et un support en cuivre

Le soudage par bossage

Le procd de soudage par bossage est une mthode dassemblage directement drive du

procd classique de soudage par rsistance par points. Dans le cas de ce dernier, la

surface de passage du courant est dtermine par la forme des lectrodes et de leffort de

compression qui doit vaincre la raideur des tles. La surface de contact peut donc tre

variable et elle est relativement mal contrle. Dans le cas du soudage par bossage,

leffort de compression et lendroit du passage du courant sont localiss un ou des points

dtermins par des bossages prexistants sur une des deux pices assembler. En effet, les

bossages, grce leur effet de concentration dlimitent parfaitement la surface de passage

du courant de soudage. Ils assurent une bonne rgularit des conditions de contact des

pices et favorisent ainsi la rgularit de la quantit dnergie dgage lendroit du joint

raliser.

Le soudage par bossage est souvent utilis dans le cas dassemblage des tles ayant une

certaine courbure, car sans le bossage, il est difficile de garantir un contact correct des

deux tles lendroit de la soudure comme illustr sur la figure 3.

Figure 3 : Configuration typique pour lutilisation du soudage par bossage

Le soudage de barres et de fils en croix, utilis par exemple pour la fabrication de chariots

de supermarch, est galement assimil au soudage par bossage, car il prsente de

nombreuses similitudes dans sa mise en uvre.

Le soudage la molette

Dans le cas du soudage la molette, les lectrodes

sont constitues par deux disques mobiles (galets)

permettant le dplacement des pices pendant le

soudage (voir figure 4). Les points souds sont

raliss sans relcher la pression de serrage. Chaque

point rsulte dune impulsion de courant qui a lieu

pendant la rotation des galets, cest--dire, pendant

lavance des pices souder. Si les points sont jointifs

ou se recouvrent, lassemblage est tanche. Si les

points sont espacs, on ralise simplement une

jonction mcanique par un cordon de soudage

discontinu.

Des vitesses de soudage de 2 4 m/minutes sont

typiques, cependant il est possible datteindre des

vitesses beaucoup plus leves, le maximum se

situant aux environs de 15 m/min. Lutilisation des

machines spcifiques trs haute frquence permet

darriver 50 m/min dans le cas particulier du

soudage longitudinal des botes de conserve qui est

une application phare du soudage la molette. Une

autre application trs rpandue est le soudage des

filtres. En effet, le fait de ne pas utiliser un arc

lectrique pour le soudage permet de souder

facilement des fins treillis sans risque de les brler

(voir figure 5).

Figure 5 : Bote de strilisation assemble par soudage la molette

Figure 4 : Soudeuse la molette

disponible au Cewac

Le soudage en bout

On distingue le soudage en bout par rsistance pure et par tincelage.

Dans le cas du soudage en bout par rsistance pure, les deux pices souder sont

maintenues dans des mchoires relies lectriquement chacune des bornes du secondaire

du transformateur de soudage. Un jeu de mchoires est solidaire de la table fixe tandis que

lautre est fix sur une table mobile. Ces mchoires mobiles transmettent aux pices un

mouvement relatif de translation lune vers lautre et exercent un effort de compression

sur les faces souder. Les extrmits des pices souder sont amenes en contact sous

pression assez forte avant de provoquer un passage de courant dans les pices. Les pices

souder offrant une rsistance largement suprieure tous les autres lments du circuit

deviennent le sige dun chauffement important par effet joule. Le soudage par rsistance

pure nest gnralement appliqu quau soudage de faibles sections de forme massive,

comme par exemple des ronds en acier ou en alliages daluminium.

Dans le cas du soudage en bout par tincelage, les surfaces des pices assembler sont

dabord amenes la temprature de soudage par leffet Joule, d un courant lectrique

important traversant les rsistances leves des surfaces des deux pices en contact

imparfait, provoquant la combustion dune quantit de matire de celles-ci. Ensuite, un

effort de forgeage est appliqu pour finaliser la soudure.

En conclusion

Le principal avantage des procds de soudage par rsistance est une automatisation aise

des processus et une trs bonne reproductibilit pour autant que les conditions de soudage

ne soient pas modifies. De plus, les oprations de soudage sont trs rapides. Dans son

domaine dapplication, le soudage par rsistance est considr comme un procd

conomique ayant une productivit trs leve.

Au niveau de micro-soudage, les paisseurs soudables sont trs fines et lapport dnergie

peut tre parfaitement contrl. On peut ds lors souder des tles de quelques centimes

de millimtre dpaisseur sans problme.

Equipe Assemblage et contrles destructifs du CEWAC