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Principaux facteurs affectant la qualité des soudures
Le soudage par résistance utilise l'effet thermique du courant électrique. Lorsque le courant traverse deux plaques métalliques à souder, la chaleur élevée générée par la résistance du circuit de soudage fait fondre les plaques, qui sont ensuite assemblées sous pression et refroidies. La résistance de soudage se compose de deux éléments : la résistance de contact entre les plaques métalliques et la résistance de la masse des plaques elles-mêmes. Par conséquent, pour obtenir une soudure de qualité, il est nécessaire de réduire la résistance de contact tout en augmentant la résistance de la masse du matériau.
Pour contrôler la qualité de la soudure, les cinq paramètres fondamentaux suivants doivent être ajustés : la résistance de soudage, la pression de soudage, le chevauchement, la vitesse de soudage et un autre facteur variable, le fer-blanc. Ces facteurs déterminent l'espacement des grains de soudure, leur degré de fusion, leur forme et leur microstructure. Ces paramètres sont interdépendants ; toute modification de l'un d'eux entraîne la modification des conditions de soudage.
(1) Relation entre vitesse et courant de soudage. À conditions constantes, pour obtenir une soudure de qualité, la vitesse et le courant de soudage réglés doivent garantir une bonne fusion du fer-blanc et la connexion des noyaux de soudure. Lorsque la vitesse de soudage augmente, le courant doit être relativement augmenté. Une vitesse de soudage trop faible peut entraîner une surchauffe du fer-blanc, ce qui ralentit le refroidissement des noyaux de soudure et entraîne la formation de larges trous aux points de soudure. À l'inverse, une vitesse de soudage trop élevée peut entraîner la déconnexion des noyaux de soudure. De plus, un chauffage insuffisant du fer-blanc peut entraîner la formation de trous oblongs ou de soudures à l'étain entre les plaques.
(2) Relation entre la pression et le courant de soudage. La couche d'étain à la surface du fer blanc est un métal bon conducteur et à faible résistance. Sa faible dureté le rend facilement déformable sous pression, ce qui réduit considérablement la résistance de surface et facilite le soudage. Le courant de soudage augmente avec la pression, car une pression plus élevée augmente la surface de contact du fer blanc, réduisant ainsi la résistance de contact de surface, ce qui nécessite une augmentation relative du courant de soudage. La pression de soudage doit être ajustée dans une plage appropriée. Une pression trop basse augmentera le cordon de soudure, ce qui compliquera la réparation du revêtement. À l'inverse, une pression de soudage élevée permet d'obtenir facilement un cordon de soudure plat.
(3) Relation entre le chevauchement et le courant de soudage. Un chevauchement important nécessite une chaleur de soudage plus importante ; le courant de soudage augmente donc avec le chevauchement. Dans des conditions de soudage définies, si le chevauchement est supérieur à la normale, la zone soumise à la même pression de soudage augmente, ce qui réduit la densité du courant de soudage et augmente légèrement la résistance de contact, ce qui entraîne une chaleur de soudage insuffisante et des soudures froides. À l'inverse, une réduction du chevauchement peut entraîner un sursoudage et une extrusion accrue.
(4) Impact des propriétés du fer blanc sur le soudage
1. Poids du revêtement d'étain : le poids du revêtement d'étain sur le fer blanc affecte la qualité de la soudure. Bien que la couche d'étain présente une faible résistance de contact et soit un bon conducteur, si le poids du revêtement d'étain est trop faible (moins de 0,5 g/m²) et que la couche d'alliage est relativement élevée, la résistance de contact superficielle de la couche d'alliage est plus élevée, ce qui nuit à la qualité de la soudure. En particulier pour un même lot de fer blanc, si la couche d'alliage varie considérablement ou si la teneur en étain de l'alliage est trop élevée, une soudure à froid peut facilement se produire avec les mêmes réglages. Pour le fer blanc à fort poids de revêtement d'étain, l'espacement des grains de soudure obtenu avec le même courant de soudage est plus faible qu'avec un faible poids de revêtement d'étain ; une soudure de qualité nécessite donc de réduire la vitesse. De plus, un courant de soudage trop élevé peut entraîner une pénétration de l'étain le long des joints de grains de fer lors de la fusion, ce qui peut provoquer une corrosion intergranulaire dans certaines boîtes de conserve.
2. Épaisseur : L'épaisseur du fer blanc influence le réglage des paramètres de soudage, notamment sur les machines à souder à grande vitesse. Plus l'épaisseur du fer blanc augmente, plus le courant de soudage requis augmente, et les limites supérieures et inférieures des conditions de soudage diminuent avec l'épaisseur.
3. Dureté : le réglage du courant de soudage dépend de la dureté du fer-blanc. Lorsque la dureté augmente, le courant de soudage doit être réduit en conséquence. Dans des conditions de soudage définies, les variations d'épaisseur et de dureté du fer-blanc dans les limites normales n'affectent pas le soudage. Cependant, des variations importantes d'épaisseur et de dureté au sein d'un même lot peuvent entraîner une qualité de soudage instable, entraînant des problèmes de soudage à froid ou de sursoudage. Par exemple, sous pression définie, une augmentation excessive de la dureté du fer-blanc entraîne une augmentation de la résistance de contact superficielle entre les deux plaques, nécessitant une réduction du courant de soudage.
4. Qualité de l'acier de base. Lorsque l'acier de base présente une teneur élevée en carbone, le courant de soudage doit être augmenté. De plus, si l'acier de base contient de nombreuses inclusions, sa résistance augmente pendant le soudage, ce qui peut facilement provoquer des projections. En résumé, lors de la production de différents types de boîtes vides ou du changement de type de fer blanc, de nouvelles conditions de soudage doivent être réinitialisées.
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Date de publication : 14 juillet 2025