Soudage

INTRODUCTION

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Le soudage, également connu sous le nom de soudage par fusion, est un processus et une technique de fabrication qui consiste à assembler des métaux ou d'autres matériaux thermoplastiques tels que les plastiques par chauffage, haute température ou haute pression. Il existe de nombreuses sources d’énergie pour le soudage moderne, notamment les flammes de gaz, les arcs, les lasers, les faisceaux d’électrons, la friction et les ultrasons. En plus d'être utilisé dans les usines, le soudage peut également être effectué dans divers environnements, tels que l'extérieur, sous l'eau et dans l'espace. Quel que soit l'endroit où le soudage peut présenter un danger pour l'opérateur, des mesures de protection appropriées doivent être prises lors du soudage. Le soudage peut causer des dommages au corps humain, notamment des brûlures, des chocs électriques, une déficience visuelle, l'inhalation de gaz toxiques, un rayonnement ultraviolet excessif, etc.

 

 

CLASSEMENT

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1. Soudage à l’arc :

• Soudage à l'arc avec protection métallique (SMAW) : communément appelé « soudage à la baguette », le SMAW utilise une électrode consommable recouverte de flux. L'arc électrique est créé entre l'électrode et la pièce, les faisant fondre et formant un bain de soudure.
• Soudage à l'arc sous gaz-métal (GMAW) : également connu sous le nom de « soudage MIG (Métal Inert Gas), », le GMAW utilise un fil-électrode consommable continu et un gaz de protection pour protéger le bain de fusion de la contamination atmosphérique.
• Soudage à l'arc sous gaz tungstène (GTAW) : également appelé « soudage TIG (Tungsten Inert Gas), », le GTAW utilise une électrode de tungstène non consommable et un gaz de protection pour produire des soudures précises et de haute qualité.

2. Soudage par résistance :

• Soudage par points : Cette technique utilise des électrodes pour appliquer une pression et un courant électrique afin de joindre des tôles à des points spécifiques en les faisant fondre ensemble.
• Soudage continu : Semblable au soudage par points, les électrodes roulent le long du joint, créant un cordon de soudure continu.

3. Soudage au gaz :

• Soudage au gaz oxy-combustible (OFW) : il s'agit de mélanger du gaz combustible (acétylène) avec de l'oxygène pour produire une flamme qui fait fondre les bords des pièces, leur permettant ainsi de fusionner.

4. Soudage à l’état solide :

• Soudage par friction : utilise la chaleur générée par friction pour assembler les matériaux sans les faire fondre. Les types courants incluent le soudage par friction malaxage et le soudage par friction rotative.
• Soudage par ultrasons : utilise des vibrations à haute fréquence pour créer une chaleur de friction entre les matériaux, formant ainsi une soudure à l'état solide.

5. Soudage laser :

• Utilise un faisceau laser de haute intensité pour faire fondre et fusionner les bords des pièces ensemble, résultant en un soudage précis et localisé.

6. Soudage par faisceau électronique (EBW) :

• Consiste à diriger un faisceau d’électrons à haute vitesse vers le joint, ce qui génère de la chaleur et fait fondre et souder les matériaux.

7. Soudage à l’arc plasma (PAW) :

• Semblable au GTAW, mais avec un arc plus concentré utilisant une buse resserrée, permettant des vitesses de soudage plus élevées.

8. Soudage électrogaz (EGW) :

• Utilise une électrode consommable et un gaz de protection pour souder des matériaux épais en position verticale.

 

MÉTHODE DE SOUDAGE

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La technologie de soudage est principalement appliquée aux matériaux de base métalliques, couramment utilisés, notamment le soudage à l'arc, le soudage à l'arc sous argon, le soudage avec protection CO2, le soudage oxygène-acétylène, le soudage au laser, le soudage sous pression sous laitier électrolytique et d'autres matériaux non métalliques tels que les plastiques peuvent également être soudés. Il existe plus de 40 méthodes de soudage des métaux, principalement divisées en trois catégories : le soudage par fusion, le soudage sous pression et le brasage.

Le soudage par fusion est une méthode permettant de chauffer l'interface de la pièce à un état fondu pendant le processus de soudage et de terminer le soudage sans appliquer de pression. Lors du soudage par fusion, la source de chaleur chauffe et fait fondre rapidement l'interface entre les deux pièces à souder, formant ainsi un bain de fusion. Le bain de fusion avance avec la source de chaleur et forme une soudure continue après refroidissement, reliant les deux pièces en une seule.

Le soudage sous pression est le processus permettant de réaliser une liaison atomique entre deux pièces à l'état solide dans des conditions de pression, également connu sous le nom de soudage à l'état solide. Le procédé de soudage sous pression couramment utilisé est le soudage bout à bout par résistance. Lorsque le courant traverse l’extrémité de connexion de deux pièces, la température augmente en raison de la résistance élevée. Lorsqu'il est chauffé jusqu'à un état plastique, il est relié sous pression axiale pour former un tout.

Le brasage est une méthode consistant à utiliser des matériaux métalliques ayant un point de fusion inférieur à celui de la pièce comme matériau de brasage, à chauffer la pièce et le matériau de brasage à une température supérieure ou inférieure au point de fusion de la pièce, à mouiller la pièce avec un matériau de brasage liquide, à remplir l'espace d'interface et réaliser une diffusion atomique avec la pièce à usiner, réalisant ainsi le soudage.

Le joint formé lors du soudage qui relie deux corps connectés est appelé cordon de soudure. Les deux côtés du cordon de soudure sont soumis à la chaleur de soudage pendant le soudage, ce qui entraîne des modifications de la microstructure et des propriétés. Cette zone est appelée zone affectée par la chaleur. Pendant le soudage, en raison des différences dans les matériaux de la pièce à usiner, les matériaux de soudage, les courants de soudage, etc., une surchauffe, une fragilisation, un durcissement ou un ramollissement peuvent se produire dans le cordon de soudure et dans la zone affectée thermiquement après le soudage, ce qui peut également entraîner une diminution de la performances de la construction soudée et détériorer sa soudabilité. Cela nécessite d'ajuster les conditions de soudage. Le préchauffage à l'interface de la pièce soudée avant le soudage, l'isolation pendant le soudage et le traitement thermique après soudage peuvent améliorer la qualité du soudage de la pièce soudée.

 

APPLICATION

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• Industrie manufacturière:Le soudage est largement utilisé dans le secteur manufacturier pour fabriquer des produits et des composants. Il est utilisé dans la production de machines, d’équipements, de véhicules, de biens de consommation, etc. Le soudage joue un rôle essentiel dans la construction de cadres, de châssis et de composants structurels de diverses machines et appareils.
• Industrie de construction:Dans le secteur de la construction, le soudage joue un rôle déterminant dans la fabrication de structures en acier pour les bâtiments, les ponts et les projets d'infrastructure. Il est utilisé pour joindre des éléments structurels, des poutres, des colonnes et des barres d'armature, garantissant ainsi la stabilité et l'intégrité des projets de construction.
• Industries automobile et aérospatiale :Le soudage est essentiel dans les secteurs de l'automobile et de l'aérospatiale pour l'assemblage de carrosseries de véhicules, de composants de moteurs et de structures d'avions. Il permet la fabrication de composants légers mais durables qui répondent à des normes strictes de sécurité et de performance.
• Industrie du pétrole et du gaz:Le soudage est largement utilisé dans l’industrie pétrolière et gazière pour la construction de pipelines, de plates-formes offshore et de fabrication d’équipements. Il assure le transport et le traitement sécuritaires des ressources pétrolières et gazières.
• Construction navale et industrie maritime :Le soudage est un processus clé dans la construction navale, permettant la construction de coques, ponts, cloisons et autres structures maritimes. Il contribue à la résistance et à la durabilité globales des navires et des navires.
• Secteur de la production d’électricité :La technologie du soudage est cruciale pour la fabrication d'équipements de production d'électricité tels que des turbines, des chaudières et des échangeurs de chaleur utilisés dans les centrales thermiques, nucléaires et renouvelables.
• Industrie ferroviaire :Le soudage est utilisé dans la fabrication et la réparation de voies ferrées, de véhicules ferroviaires et de composants, garantissant ainsi l'efficacité et la sécurité du transport ferroviaire.
• Industrie électronique et électrique :Dans l'industrie électronique, des techniques de soudage telles que le brasage sont utilisées pour assembler des circuits imprimés et des composants électroniques. Dans l'industrie électrique, le soudage est utilisé dans la construction de systèmes de distribution d'énergie et de boîtiers électriques.
• Fabrication d'équipements médicaux :Le soudage est utilisé pour fabriquer des équipements et des dispositifs médicaux tels que des instruments chirurgicaux, des implants et des machines de diagnostic, garantissant ainsi la précision et la fiabilité des applications de soins de santé.
• Biens de consommation et appareils électroménagers :Le soudage est utilisé dans la production de biens de consommation et d’appareils électroménagers comme les meubles, les réfrigérateurs, les climatiseurs et les ustensiles de cuisine.
• Applications de défense et militaires :Le soudage est essentiel dans l’industrie de la défense pour la fabrication de véhicules, d’armes, de blindages et de structures militaires.
• Art et sculpture :Les techniques de soudage sont utilisées par les artistes et les sculpteurs pour créer des œuvres d'art et des sculptures en métal, mettant en valeur la créativité et le savoir-faire.

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