La micro-soudure par résistance par point est un moyen d’assemblage permanent qui permet de créer une continuité de la nature des métaux assemblés. Cette technique de soudage autorise l’assemblage permanent par fusion des bords des pièces à réunir et évite le recours au métal d’apport et aux pièces et produits d’union. La soudure par point est l’union parfaite des pièces métalliques.
Le monde doit l’invention du soudage électrique par résistance et par point à l’anglais Elihu Thomson. Cet ingénieur possède plusieurs brevets dans le domaine de la soudure par point à son nom.
La soudure électrique par résistance consiste à assembler par fusion autogène les pièces à souder sous la pression de deux pièces métalliques. Qui dit soudure dit chaleur, avec la soudure par résistance la chaleur nécessaire à la soudure est apportée par l’effet Joule (qui est la manifestation thermique de la résistance électrique, cette chaleur se produit lors du passage d’un courant électrique dans tout matériau conducteur) d’un courant de forte intensité et de faible tension, traversant les pièces à assembler. En effet, il faut beaucoup d’ampères et peu de tension. L’application d’un effort de forgeage permet d’assurer l’interpénétration métallique.
Les pièces à assembler sont serrées entre deux électrodes, pouvant être refroidies ou pas selon deux facteurs : les courants et les temps de passage courant mis en œuvre. Pour la mise en place d’un refroidissement, il faut tenir compte des facteurs de marche et les cadences de la machine. Au passage du courant, pour arriver à la température de fusion des matériaux à souder, il y a échauffement dans toute l’épaisseur des pièces au droit des électrodes. Les électrodes permettent de refroidir le point de soudure.
Pour réussir un bon point de soudure, il faut compenser les diverses pertes thermiques. Pour y arriver, la puissance électrique fournie devra être suffisamment rapide et puissante. C’est cette chaleur produite qui va conduire à la fusion des matériaux métalliques. Avec le soudage par résistance, le point de soudure se développe dans le plan de joint des deux pièces mises en contact. Les différentes formes du soudage par résistance incluent toutes une phase de forgeage avec une importance métallurgique fondamentale.
En soudage par résistance par point, deux électrodes de cuivre énergiquement refroidies serrent entre elles les pièces à assembler. Un échauffement se crée par effet Joule dans toute l’épaisseur des pièces au droit des électrodes au passage du courant à basse tension.
Les résistances de contact entre électrodes et pièces doivent être le plus faible possible, l’échauffement maximal se produit à l’interface des pièces, et par ce contact se forme un noyau de métal liquide qui est maintenu en place grâce à l’effort exercé par les électrodes. Cet effort est prépondérant, car il joue un rôle majeur pendant toutes les phases du cycle de soudage.
L’effort sur électrodes dans un premier temps, au serrage, rapproche les pièces à souder l’une contre l’autre provoquant ainsi un contact à l’endroit où l’on veut effectuer le point de soudure.
Puis, pendant le passage du courant, cet effort maintient le bon serrage. Il permet aussi de s’opposer à la destruction du creuset plastique contenant le noyau de métal en fusion, sous l’influence de la dilatation.
Sur la troisième phase de soudage, au refroidissement, pendant la solidification du noyau, l’effort est généralement supérieur à celui appliqué lors des deux premières phases. Il permet de diminuer le volume de la retassure et d’affiner le grain du métal, ce qui permet d’en augmenter les caractéristiques mécaniques.
Ce cycle de soudage élémentaire peut parfois être plus complexe. En effet, il peut comporter par exemple des efforts variables en fonction de plusieurs paramètres comme les phases sur les électrodes, les périodes de pré et de post-chauffage, la trempe, le recuit, etc.
Le soudage par résistance par points s’applique principalement aux assemblages à recouvrement sur tôles d’épaisseurs identiques ou d’épaisseurs différentes. Le soudage par résistance par points permet aussi, sur tôles minces, de pouvoir superposer et souder en même temps trois ou quatre épaisseurs ensemble.
La technique d’assemblage par point se prête parfaitement à l’automatisation et se caractérise surtout par sa rapidité d’exécution, avec un temps de soudage de 35 centièmes par seconde sur acier d’une épaisseur de 2 mm et une cadence de 500 points de soudure par minute.
De plus, la micro-soudure par résistance par point est applicable à divers matériaux tels que les aciers non alliés, faiblement alliés ou fortement alliés, alliages légers, nickel et alliages de nickel…
Le soudage par point trouve également des applications de choix en construction automobile, en matériel ferroviaire, en électroménager, en mobilier et dans l’emballage métallique.
Le coffret de commande permet de fournir les temps du cycle de soudage, en coordonnant la descente del’électrode supérieure et l’électronique de puissance. Le coffret permet aussi de fixer et de garder en mémoire les valeurs paramétriques de :
Le transformateur de puissance permet de modifier les valeurs de tension et d’intensité du courant.
L’abaisseur de tension reçoit une tension en entrée et fournit un niveau plus bas de tension en sortie.
L’électronique de puissance concerne les dispositifs permettant de changer la forme de l’énergie électrique.
La partie opérative (pinces, crayons ou tête de soudure) est composée des éléments mécaniques qui vont appliquer la pression sur les pièces, ainsi que des éléments électriques qui vont conduire l’intensité de soudure. Dans le cas des générateurs de fortes puissances, la partie opérative est généralement connectée directement sur le transformateur de puissance. En revanche, en micro-soudure par résistance, et pour des raisons de poids et maniabilité, les transformateurs sont séparés de la partie opérative.