Classification du soudage

Le soudage des métaux peut être divisé en trois catégories en fonction des caractéristiques de son procédé : le soudage par fusion, le soudage par pression et le brasage.
Lors du processus de soudage, si l'atmosphère entre en contact direct avec un bain de fusion à haute température, l'oxygène de l'atmosphère oxydera le métal et divers éléments d'alliage. L'azote et la vapeur d'eau de l'atmosphère pénétrant dans le bain de fusion peuvent également former des défauts tels que des pores, des inclusions de scories et des fissures dans le cordon de soudure lors du refroidissement ultérieur, détériorant ainsi la qualité et les performances du cordon de soudure.
Afin d'améliorer la qualité du soudage, diverses méthodes de protection ont été développées. Par exemple, le soudage à l'arc sous protection gazeuse utilise des gaz tels que l'argon et le dioxyde de carbone pour isoler l'atmosphère et protéger l'arc et le taux de fusion pendant le soudage. Par exemple, lors du soudage de l'acier, l'ajout de poudre de fer titane à forte affinité pour l'oxygène au revêtement de l'électrode pour la désoxydation peut protéger les éléments bénéfiques tels que le manganèse et le silicium de l'électrode contre l'oxydation et la pénétration dans le bain de fusion. Après refroidissement, des soudures de haute qualité peuvent être obtenues.
La caractéristique commune des différentes méthodes de soudage par pression est d'appliquer une pression pendant le processus de soudage sans ajouter de matériau d'apport. La plupart des méthodes de soudage par pression, telles que le soudage par diffusion, le soudage à haute fréquence, le soudage par pression à froid, etc., n'ont pas de processus de fusion, il n'y a donc pas de problème de brûlure des éléments d'alliage bénéfiques et d'invasion d'éléments nocifs dans le cordon de soudure comme le soudage par fusion, ce qui simplifie le processus de soudage et améliore les conditions de sécurité et d'hygiène du soudage. Parallèlement, en raison de la température de chauffage plus basse et du temps de chauffage plus court par rapport au soudage par fusion, la zone affectée par la chaleur est plus petite. De nombreux matériaux difficiles à souder par fusion peuvent souvent être soudés par pression pour former des joints de haute qualité avec la même résistance que le matériau de base.
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 changements de microstructure et de propriétés. Cette zone est appelée zone affectée par la chaleur. En raison des différences de matériau de la pièce, de courant de soudage et d'autres facteurs pendant le soudage. Pour détériorer la soudabilité, il est nécessaire d'ajuster les conditions de soudage. Le préchauffage à l'interface de la soudure avant le soudage, l'isolation pendant le soudage et le traitement thermique après soudage peuvent améliorer la qualité de soudage de la soudure.
De plus, le soudage est un processus de chauffage et de refroidissement rapide et local, et la zone de soudage ne peut pas se dilater et se contracter librement en raison des contraintes du corps de la pièce environnante. Après refroidissement, des contraintes de soudage et des déformations se produisent dans la pièce soudée. Les produits importants doivent éliminer les contraintes de soudage et corriger la déformation de soudage après le soudage.
La technologie de soudage moderne permet de réaliser des soudures sans défauts internes ou externes, avec des propriétés mécaniques égales ou même supérieures à celles du corps à souder. La position mutuelle du corps soudé dans l'espace est appelée joint soudé, et la résistance au niveau du joint n'est pas seulement affectée par la qualité du cordon de soudure, mais aussi par sa forme géométrique, sa taille, sa situation de contrainte et ses conditions de travail. Les formes de base des joints comprennent les joints bout à bout, les joints à recouvrement, les joints en T (joint positif) et les joints d'angle.
La forme de la section transversale de la soudure bout à bout est déterminée par l'épaisseur du corps soudé avant le soudage et la forme de la rainure des deux bords du joint. Lors du soudage de plaques d'acier plus épaisses, diverses formes de rainures sont découpées au niveau du joint pour faciliter l'insertion de baguettes ou de fils de soudage. Les formes de rainures comprennent une rainure de soudage unilatérale et une rainure de soudage bilatérale. Lors du choix de la forme de rainure, en plus de garantir une pénétration complète, des facteurs tels qu'un soudage facile, moins de métal d'apport, une faible déformation de soudage et de faibles coûts de traitement des rainures doivent également être pris en compte.
Lors de l'assemblage de deux plaques d'acier d'épaisseurs différentes, afin d'éviter une concentration de contraintes importante causée par des changements brusques de section, le bord de la plaque la plus épaisse est souvent progressivement aminci pour obtenir une épaisseur égale sur les deux bords de l'assemblage. La résistance statique et la résistance à la fatigue de l'assemblage d'assemblage sont supérieures à celles des autres assemblages. Le soudage des assemblages bout à bout est souvent préféré pour les assemblages fonctionnant sous des charges d'impact alternées ou dans des récipients à basse température et haute pression.
Les travaux de préparation avant soudage des joints à recouvrement sont simples, faciles à assembler et la déformation de soudage et les contraintes résiduelles sont faibles. Par conséquent, il est souvent utilisé dans l'installation de joints et de structures sans importance sur les chantiers de construction. D'une manière générale, les joints à recouvrement ne sont pas adaptés aux conditions de travail telles que des charges alternées, des milieux corrosifs, des températures élevées ou basses.
L'utilisation de joints en T et de joints d'angle est généralement due à des exigences structurelles. Les caractéristiques de fonctionnement des soudures d'angle sur les joints en T qui ne sont pas entièrement pénétrés sont similaires à celles des soudures d'angle sur les joints à recouvrement. Lorsque le cordon de soudure est perpendiculaire à la direction de la force externe, il devient un cordon de soudure à angle positif et la forme de la surface du cordon de soudure entraînera des degrés variables de concentration de contrainte ; la situation de contrainte de la soudure d'angle soudée est similaire à celle du joint bout à bout.
Les joints d'angle ont une faible capacité de charge et ne sont généralement pas utilisés séparément. Ils ne sont améliorés que s'ils sont soudés de part en part ou s'il y a des soudures d'angle à l'intérieur et à l'extérieur. Ils sont principalement utilisés aux angles des structures fermées.
Les produits soudés sont plus légers que les pièces rivetées, les pièces moulées et les pièces forgées, ce qui permet de réduire leur propre poids et d'économiser de l'énergie pour les véhicules de transport. Le soudage a de bonnes performances d'étanchéité et convient à la fabrication de divers types de conteneurs. Le développement d'une technologie de traitement des joints, combinant le soudage avec le forgeage et le moulage, peut produire des structures soudées moulées et forgées de grande taille et économiquement raisonnables avec des avantages économiques élevés. L'utilisation de la technologie de soudage peut utiliser efficacement les matériaux, et les structures de soudage peuvent utiliser des matériaux avec des propriétés différentes dans différentes pièces, en utilisant pleinement les points forts de divers matériaux pour atteindre une économie et une qualité élevée. Le soudage est devenu une technique de traitement indispensable et de plus en plus importante dans l'industrie moderne.
Dans le domaine de la transformation moderne des métaux, le soudage s'est développé plus tard que les procédés de moulage et de forgeage, mais sa vitesse de développement a été très rapide. Le poids des structures soudées représente environ 45 % de la production d'acier, et la proportion de structures soudées en aluminium et en alliage d'aluminium augmente également.
La technologie de soudage future nécessite le développement de nouvelles méthodes de soudage, de nouveaux équipements de soudage et de nouveaux matériaux de soudage pour améliorer encore la qualité du soudage et la fiabilité de la sécurité, comme l'amélioration des sources d'énergie de soudage existantes telles que l'arc, l'arc plasma, le faisceau d'électrons, le laser, etc. En utilisant des technologies électroniques et de contrôle, nous visons à améliorer les performances du processus des arcs électriques et à développer des méthodes de suivi d'arc fiables et légères.
D'autre part, nous devons améliorer le niveau de mécanisation et d'automatisation du soudage, comme la mise en œuvre du contrôle de programme et du contrôle numérique pour les machines à souder ; Développer une machine de soudage spécialisée qui automatise l'ensemble du processus depuis la préparation, le soudage jusqu'au contrôle de la qualité ; La promotion et l'expansion des bras robotisés de soudage CNC et des robots de soudage sur les lignes de production de soudage automatiques peuvent améliorer le niveau de production de soudage et améliorer les conditions d'hygiène et de sécurité du soudage.