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Principaux facteurs affectant la qualité des soudures
Après soudage, la couche d'étain protectrice d'origine sur le cordon de soudure est complètement éliminée, ne laissant apparaître que le fer de base.
Il doit donc être recouvert d'un revêtement organique à haut poids moléculaire afin d'empêcher la corrosion due au contact entre le fer et le contenu et d'éviter la décoloration causée par la corrosion.
1. Types de revêtements
Les revêtements de réparation se divisent en revêtements liquides et en revêtements en poudre. Chaque type possède des propriétés uniques dues aux différences de composition, d'application et de procédé de durcissement.
1. Revêtements liquides
Ces revêtements comprennent des revêtements époxy-phénoliques, acryliques, polyester, organosols et pigmentés, adaptés à la réparation des cordons de soudure de la plupart des boîtes de conserve alimentaires et de boissons.
▶ Revêtements époxy-phénoliques : Ils présentent peu de micropores, une excellente résistance chimique et à la stérilisation, mais nécessitent une cuisson à haute température. Une cuisson insuffisante entraîne un durcissement incomplet, provoquant un blanchiment du revêtement après stérilisation et affectant ses performances et la sécurité alimentaire. Une cuisson excessive réduit la flexibilité et l’adhérence, rendant le revêtement cassant et sujet aux fissures.
▶ Revêtements acryliques et polyester : Ils offrent une excellente adhérence, flexibilité, résistance chimique et résistance à la stérilisation. Cependant, les revêtements acryliques peuvent absorber les colorants alimentaires et présentent une résistance limitée à la corrosion par les sulfures.
▶ Revêtements organosols : Caractérisés par une teneur élevée en matières solides, ils forment des revêtements épais et sans bulles sur les cordons de soudure, offrant une excellente flexibilité et une bonne aptitude à la mise en œuvre. Ils nécessitent une température de cuisson inférieure à celle des autres revêtements, mais présentent une faible résistance à la pénétration et sont sensibles à la corrosion par les sulfures, ce qui les rend inadaptés aux aliments contenant du soufre.
▶ Revêtements pigmentés : généralement fabriqués en ajoutant du dioxyde de titane ou de la poudre d’aluminium à des revêtements organosol, époxy ou polyester pour masquer les points de corrosion sous le film, adaptés à la réparation des cordons de soudure dans les boîtes de conserve comme la viande en conserve.
2Revêtements en poudre
Les revêtements en poudre forment des films épais et uniformes, assurant une protection optimale des cordons de soudure. Leur fabrication ne génère aucune émission de solvants, réduisant ainsi la pollution environnementale. Ils sont largement utilisés pour les emballages alimentaires et de boissons exigeant une haute résistance à la corrosion. On distingue deux types de revêtements en poudre : les thermoplastiques et les thermodurcissables.
▶ Revêtements thermoplastiques : Composés principalement de poudre de polyester, de dioxyde de titane, de sulfate de baryum, etc. La formation du film est un simple processus de fusion. Ainsi, lors de la cuisson après pulvérisation à pleine puissance, lorsque la température atteint le point de fusion du revêtement en poudre, le revêtement de réparation fond et se forme. Ces revêtements sont très flexibles et résistent à diverses contraintes mécaniques, mais leur résistance chimique est inférieure à celle des revêtements thermodurcissables ; ils absorbent facilement les colorants alimentaires. Leur adhérence au revêtement de base est inférieure à celle au cordon de soudure, ce qui crée un effet d'arche.
▶ Revêtements thermodurcissables : principalement composés d’époxy/polyester, ils durcissent en composés à haut poids moléculaire par polymérisation après chauffage, formant des films plus minces que les revêtements thermoplastiques avec une excellente résistance chimique mais une aptitude au traitement inférieure.
Les revêtements de réparation se divisent en revêtements liquides et en revêtements en poudre. Chaque type possède des propriétés uniques dues aux différences de composition, d'application et de procédé de durcissement.
1. Revêtements liquides
Ces revêtements comprennent des revêtements époxy-phénoliques, acryliques, polyester, organosols et pigmentés, adaptés à la réparation des cordons de soudure de la plupart des boîtes de conserve alimentaires et de boissons.
▶ Revêtements époxy-phénoliques : Ils présentent peu de micropores, une excellente résistance chimique et à la stérilisation, mais nécessitent une cuisson à haute température. Une cuisson insuffisante entraîne un durcissement incomplet, provoquant un blanchiment du revêtement après stérilisation et affectant ses performances et la sécurité alimentaire. Une cuisson excessive réduit la flexibilité et l’adhérence, rendant le revêtement cassant et sujet aux fissures.
▶ Revêtements acryliques et polyester : Ils offrent une excellente adhérence, flexibilité, résistance chimique et résistance à la stérilisation. Cependant, les revêtements acryliques peuvent absorber les colorants alimentaires et présentent une résistance limitée à la corrosion par les sulfures.
▶ Revêtements organosols : Caractérisés par une teneur élevée en matières solides, ils forment des revêtements épais et sans bulles sur les cordons de soudure, offrant une excellente flexibilité et une bonne aptitude à la mise en œuvre. Ils nécessitent une température de cuisson inférieure à celle des autres revêtements, mais présentent une faible résistance à la pénétration et sont sensibles à la corrosion par les sulfures, ce qui les rend inadaptés aux aliments contenant du soufre.
▶ Revêtements pigmentés : généralement fabriqués en ajoutant du dioxyde de titane ou de la poudre d’aluminium à des revêtements organosol, époxy ou polyester pour masquer les points de corrosion sous le film, adaptés à la réparation des cordons de soudure dans les boîtes de conserve comme la viande en conserve.
2. Revêtements en poudre
Les revêtements en poudre forment des films épais et uniformes, assurant une protection optimale des cordons de soudure. Leur fabrication ne génère aucune émission de solvants, réduisant ainsi la pollution environnementale. Ils sont largement utilisés pour les emballages alimentaires et de boissons exigeant une haute résistance à la corrosion. On distingue deux types de revêtements en poudre : les thermoplastiques et les thermodurcissables.
▶ Revêtements thermoplastiques : Composés principalement de poudre de polyester, de dioxyde de titane, de sulfate de baryum, etc. La formation du film est un simple processus de fusion. Ainsi, lors de la cuisson après pulvérisation à pleine puissance, lorsque la température atteint le point de fusion du revêtement en poudre, le revêtement de réparation fond et se forme. Ces revêtements sont très flexibles et résistent à diverses contraintes mécaniques, mais leur résistance chimique est inférieure à celle des revêtements thermodurcissables ; ils absorbent facilement les colorants alimentaires. Leur adhérence au revêtement de base est inférieure à celle au cordon de soudure, ce qui crée un effet d'arche.
▶ Revêtements thermodurcissables : principalement composés d’époxy/polyester, ils durcissent en composés à haut poids moléculaire par polymérisation après chauffage, formant des films plus minces que les revêtements thermoplastiques avec une excellente résistance chimique mais une aptitude au traitement inférieure.
2. Épaisseur du revêtement
3. Intégrité du revêtement
1. Qualité de la soudure
L'intégrité des revêtements de réparation liquides dépend largement de la géométrie du cordon de soudure. Si ce dernier présente des projections, une extrusion importante ou une surface rugueuse, les revêtements liquides ne peuvent le recouvrir complètement. De plus, l'épaisseur du cordon de soudure influe sur l'efficacité du revêtement ; généralement, elle ne doit pas dépasser 1,5 fois l'épaisseur de la tôle. Pour les aciers laminés à froid secondaires ou les aciers à haute dureté, l'épaisseur du cordon de soudure est de 1,5 à 1,8 fois l'épaisseur de la tôle.
Les cordons de soudure réalisés sans protection à l'azote peuvent présenter une mauvaise adhérence du revêtement de réparation en raison de couches d'oxyde excessives, ce qui entraîne des fissures dans le revêtement lors des processus ultérieurs tels que le bordage, le rétrécissement et le perlage, affectant ainsi l'intégrité du revêtement de réparation.
Grâce à leur épaisseur suffisante, les revêtements en poudre permettent de remédier parfaitement aux problèmes d'exposition du métal causés par les défauts de soudure, offrant ainsi une excellente protection au cordon de soudure.
2. Bulles
Des formulations de solvants inadaptées dans les revêtements de réparation liquides peuvent altérer l'intégrité du revêtement. Lorsque ces revêtements contiennent une quantité importante de solvants à bas point d'ébullition, ou si la température monte trop rapidement pendant la cuisson, ou encore si la température du cordon de soudure est trop élevée, une grande quantité de solvant s'évapore pendant la cuisson, laissant des filaments de bulles ou des micropores dans le revêtement. Ceci réduit la couverture et l'effet protecteur sur le cordon de soudure.
4. Cuisson et séchage
1. Processus de durcissement des revêtements de réparation
La cuisson et le durcissement des revêtements liquides peuvent être globalement divisés en plusieurs étapes : le revêtement commence par niveler et mouiller le cordon de soudure et les zones non recouvertes (environ 1 à 2 secondes), puis le solvant s’évapore pour former un gel (cette étape doit être complète en 3 à 5 secondes ; sinon, le revêtement risque de couler du cordon de soudure), et enfin la polymérisation. Le revêtement doit recevoir une chaleur totale suffisante, ce qui influe considérablement sur son épaisseur et ses performances. Comme mentionné précédemment, une montée en température trop rapide pendant la cuisson peut facilement provoquer la formation de bulles, tandis qu’une montée en température trop lente peut entraîner un durcissement insuffisant en raison d’un maintien trop court de la température maximale.
Les différents revêtements ont des temps de cuisson optimaux variables ; les revêtements époxy-phénoliques nécessitent des temps plus longs que les revêtements organosol, ce qui signifie qu’ils requièrent plus de chaleur pour la cuisson.
Pour les revêtements en poudre, les revêtements thermoplastiques fondent simplement pour former un film lors de la cuisson, sans polymérisation, tandis que les revêtements thermodurcissables subissent une polymérisation par addition après une prépolymérisation et une fusion pour former des composés à haut poids moléculaire. Par conséquent, la température de cuisson est étroitement liée aux performances du revêtement de réparation.
2. Impact du degré de polymérisation sur les performances du revêtement
Les revêtements de réparation ne présentent leurs caractéristiques optimales qu'après cuisson et durcissement complets. Une cuisson insuffisante entraîne la formation de nombreuses micropores et une mauvaise aptitude à la mise en œuvre ; par exemple, les revêtements en poudre thermoplastique insuffisamment cuits peuvent se froisser lors du bordage. Une cuisson excessive affecte l'adhérence ; par exemple, les revêtements époxy-phénoliques surcuits deviennent cassants et sujets à la fissuration lors du bordage, du striction et du perlage. De plus, un refroidissement suffisant après cuisson est crucial pour la performance du revêtement de réparation. Par exemple, si les revêtements en poudre thermoplastique ne sont pas refroidis rapidement à température ambiante après cuisson, le revêtement peut se fissurer lors du bordage. L'ajout d'un dispositif de refroidissement après le four permet d'éviter les problèmes de fissuration du revêtement de réparation lors du bordage.
En résumé, pour garantir la qualité du revêtement de réparation (c’est-à-dire une faible porosité et une bonne aptitude au traitement), il est essentiel de contrôler l’épaisseur et le degré de durcissement du revêtement.
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Date de publication : 16 juillet 2025