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Auteur(s)
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Roland CAZES : Ingénieur de l’École Supérieure d’Électricité - Ingénieur-Conseil Ferranti International
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Lire l’articleINTRODUCTION
Le lecteur pourra se reporter, pour plus de détails, à la rubrique Assemblage du traité Génie mécanique et, notamment, aux articles :
Les générateurs de soudage ont subi, comme beaucoup d’autres machines, telles les machines-outils, l’évolution générale de la technologie ainsi que l’influence des conditions nouvelles de leur mise en œuvre dans le contexte moderne de la productique.
La notion de machine s’efface devant celle d’îlot de production flexible apte à traiter de façon ordonnée des opérations nécessitées par la fabrication d’une famille de pièces données. Dans un tel îlot, le soudage, lorsqu’il existe, s’exécute au moyen d’actionneurs appropriés parmi lesquels celui délivrant l’énergie de fusion qu’il implique.
Un actionneur de soudage est donc essentiellement un outil alimenté en énergie par un générateur de puissance et de caractéristiques adaptées au procédé mis en œuvre.
Qu’il s’agisse d’une machine à souder ou d’un actionneur, les problèmes liés à la conception et au fonctionnement des générateurs électriques restent les mêmes. Ces générateurs ont, de façon intrinsèque, bénéficié, dans ces dernières décennies, des progrès de l’électronique de puissance (dans ce traité, rubrique Électronique de puissance) et, notamment, de ceux des composants semi‐conducteurs de puissance ; cela a conduit à reconsidérer d’importants aspects les concernant.
On doit pouvoir, en effet, les programmer selon des objectifs précis et les asservir à des effets liés au comportement du phénomène électrothermique qu’ils alimentent.
On peut également prendre en compte, grâce aux performances que l’on peut désormais obtenir, des phénomènes subtils considérés jusque-là comme marginaux ou perturbateurs.
Nous citerons, comme exemple, les générateurs à courant pulsé utilisés avec beaucoup d’intérêt dans le soudage MAG (Metal Activ Gas) avec protection par CO2 ; ils contrôlent le transfert de métal, phénomène naturel de relaxation, jusque-là subi. Ces générateurs contrôlent également l’inversion du courant dans le soudage TIG (Tungsten Inert Gas) des alliages légers en courant, non plus alternatif, mais à polarité variable.
Les progrès marquants obtenus justifient la démarche autrement que pour des raisons purement commerciales.
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Soudage par faisceau d’électrons3. Soudage par résistance
3.1 Rappels
Le domaine des procédés de soudage par résistance (III, figure 4) se caractérise par :
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des courants élevés, de quelques centaines d’ampères à 200 kA ;
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des tensions de quelques dizaines de volts, si l’on tient compte de la chute de tension dans les conducteurs du circuit de soudage.
L’échauffement et la fusion sont dus à l’effet Joule dans la matière traversée par le courant.
Vue des électrodes en cuivre qui amènent le courant sur les pièces, la résistance globale R S des pièces à souder est due :
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au matériau dont la résistivité varie dans de grandes proportions en fonction de la température ;
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aux résistances de contact des liaisons qui, mauvaises au début du soudage et sensibles à la pression, se réduisent à une valeur correspondant aux effets physiques des transferts électroniques entre deux types de matières différentes (cuivre-acier ou cuivre-aluminium).
On peut aujourd’hui saisir les variations de résistance en cours de soudage et par suite les corriger.
Deux éléments importants sont à prendre en compte pour le soudage par résistance :
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il est essentiellement localisé (y compris dans le soudage à la molette) ;
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les temps de formation des soudures sont courts et de l’ordre de 0,1 à quelques secondes selon le matériau et les épaisseurs ; on retiendra que le passage d’une soudure à l’autre demande au minimum 10 fois le temps de soudure ci-dessus.
Dans la définition de la boucle...
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