Soudage à l'arc 101

Qu'est-ce que le soudage à l'arc ?

Le soudage à l'arc fusionne les pièces en permanence en utilisant une alimentation électrique pour générer un arc électrique entre une électrode montée dans une torche et un métal. Cet arc est un courant électrique circulant entre deux électrodes à travers une colonne de gaz ionisé est capable de produire une chaleur suffisamment intense pour faire fondre le métal.

La chaleur est produite par une cathode chargée négativement et une anode chargée positivement. Les ions négatifs et positifs rebondissent les uns sur les autres dans la colonne de plasma à un rythme accéléré. L'électrode est généralement une tige ou un fil spécialement préparé qui non seulement conduit le courant, mais fond également et fournit du métal d'apport au joint.

L'arc est formé entre le travail proprement dit et une électrode (bâton ou fil) qui est guidée le long du joint. Il fournit la chaleur nécessaire pour faire fondre l'électrode et le métal de base, et fournit parfois également les moyens de transporter le métal fondu de la pointe de l'électrode à la pièce.

Cette chaleur intense (environ 6500ºF à la pointe) appliquée au niveau du joint entre deux pièces est fondue et amenée à se mélanger avec un métal d'apport intermédiaire en fusion. Cette chaleur fait fondre à la fois le métal de base et l'électrode, créant des gouttelettes fondues qui sont détachées et transportées vers le travail à travers la colonne d'arc lorsque l'électrode est consommable.

Dans le soudage au carbone ou TIG, il n'y a pas de gouttelettes fondues à forcer à travers l'espace et sur le travail afin que le métal d'apport soit fondu dans le joint à partir d'une tige ou d'un fil séparé.

Quoi qu'il en soit, ce bassin de métal en fusion est parfois appelé un « cratère ». Le cratère se solidifie derrière l'électrode (voir "scories" ci-dessous) lorsqu'il est déplacé le long du joint. Le résultat est une liaison par fusion métallurgique qui produit une soudure qui a une résistance similaire au métal des pièces. Ceci est différent des processus d'assemblage sans fusion où les propriétés mécaniques et physiques des matériaux de base ne peuvent pas être dupliquées au niveau du joint.

Ce transfert de métal peut se produire de deux manières :Transfert de tension de surface où une goutte de métal en fusion touche le bain de métal en fusion et y est aspirée par la tension de surface ou l'arc de pulvérisation où la goutte est éjectée du métal en fusion à la pointe de l'électrode par un pince électrique le propulsant vers le bain de fusion (idéal pour le soudage au plafond).

Alimenter le soudage à l'arc :

Vous trouverez ci-dessous un schéma du circuit de soudage à l'arc de base qui comprend une source d'alimentation. Il doit y avoir un chemin ionisé pour conduire l'électricité à travers un espace, puis une sorte d'allumage afin de démarrer l'arc. Cela est généralement dû à la fourniture d'une tension initiale suffisamment élevée pour provoquer une décharge ou au contact de l'électrode avec le travail, puis à son retrait lorsque la zone de contact s'échauffe.

Lors du soudage, on peut utiliser un courant continu (DC) avec l'électrode soit positive, soit négative ou alternative (AC). Le choix du courant et de la polarité dépend du procédé, du type d'électrode, de l'atmosphère de l'arc et du métal à souder. Quelle que soit la source d'alimentation nécessaire, elle est équipée des commandes nécessaires qui sont connectées par un câble de travail à la pièce à usiner.

Blindage contre les arcs

La protection contre l'arc est un processus nécessaire dans le soudage à l'arc car tout métal à haute température a une réactivité plus élevée aux éléments chimiques dans l'air. Ainsi, le processus a un moyen de couvrir l'arc et le bain de fusion avec un écran protecteur de gaz. Le gaz de protection est utilisé pendant que la torche assemble les pièces afin d'éviter toute contamination. Cela confirme également la résistance des soudures et minimise le nettoyage après soudure d'une pièce.

Soudage à l'arc robotisé :

Depuis les années 1980, l'automatisation du soudage est devenue un processus beaucoup plus robuste et mature. Il a progressé rapidement et est devenu extrêmement efficace pour répondre aux demandes de production fastidieuses à des cadences rapides, tout en étant économique, efficace, fiable et permettant une protection supplémentaire des travailleurs contre les tâches dangereuses.

Les systèmes de robots à 6 axes sont capables de plus qu'imiter le mouvement d'un bras humain dans une cellule et permettent de placer la torche exactement là où nécessaire afin de travailler dans la position la plus efficace et reproductible.

Dans presque toutes les industries, grandes ou petites, le soudage est utilisé comme moyen principal des processus de fabrication et de réparation pour pratiquement toutes les applications. Le soudage robotisé comprend des procédés tels que le soudage à l'arc, le soudage MIG, le soudage TIG, le soudage au laser et le soudage par points.

Ces avantages permettent au marché des robots de soudage de générer des taux de croissance plus rapides que tout autre robot industriel. Cela ressort clairement de l'estimation selon laquelle la seule division de soudage automatisé et d'accessoires vaudra 1,9 milliard de dollars en 2017.

Avantages du soudage robotisé :

• Vitesse : Les systèmes de soudage robotisés sont passés maîtres dans l'art de faire le travail rapidement. Les robots n'ont pas de pauses déjeuner ni de vacances nécessaires ; ils fonctionneront en continu sans interruption, 24h/24 et 7j/7. Il y a moins de manipulations par rapport à un cycle de soudage manuel, de sorte que le robot atteint des niveaux de temps d'arc beaucoup plus élevés et augmente généralement la production d'un facteur de deux à quatre. Par la suite, vous constaterez une augmentation spectaculaire de votre débit et de votre productivité, ce qui augmentera l'efficacité globale de votre entreprise.
• Précision : Les systèmes robotiques ont des réglementations qui leur permettent de faire moins d'erreurs qu'un système de soudage manuel, ce qui contribue à réduire le gaspillage de matériel et de temps. Il existe également des conceptions pour aider à atteindre des endroits difficiles ou étroits, comme un bras robotique mince.
• Cohérence : Les réglementations et la précision qui en résulte produisent des soudures extrêmement cohérentes. Cela augmente la confiance dans la qualité du produit, à chaque fois.
• Sécurité : Le soudage peut être une application très dangereuse car il traite des flashs, des fumées, des étincelles et de la chaleur. Lorsque vous automatisez, vous êtes en mesure de protéger les travailleurs car les robots peuvent supporter ces dangers. Les employés réclamant une indemnisation s'ils sont mis en danger peuvent également être réduits. Les entreprises peuvent réduire le risque que leurs employés demandent une indemnisation s'ils sont affectés par un environnement de travail dangereux.
• Réduction des coûts : Le coût du soudage manuel peut être élevé car il nécessite du temps, des compétences et de la concentration. Le soudage robotisé prend moins de temps et vous permet de réduire les coûts de main-d'œuvre directe, de conserver l'énergie (moins de démarrages) et de conserver les matériaux. Les frais d'assurance et d'accident sont également réduits. Les économies de coûts qu'apporte le soudage robotisé peuvent aider les entreprises à être plus compétitives avec les pays de fabrication à faible coût d'Europe de l'Est ou de Chine.
• Qualité : Un robot a une excellente précision de suivi de trajectoire et peut présenter une torche de soudage à l'angle, à la vitesse et à la distance de soudage corrects avec une précision répétable très élevée (± 0,04 mm). Cela offre la possibilité d'utiliser des conditions de soudage optimales pour chaque joint, ce qui se traduit par une sortie de haute qualité constante, 24 heures sur 24, 7 jours sur 7, avec des coûts réduits pour les retouches, les rebuts, la consommation de fil ou l'élimination des éclaboussures de soudure.
• Main-d'œuvre : Le soudage manuel sera toujours nécessaire dans une certaine mesure, mais il comporte ses propres défis… la formation, le recrutement et la gestion d'un taux de roulement élevé peuvent tous entraîner des coûts élevés. L'automatisation robotique apporte beaucoup plus de stabilité et de fiabilité pour le travail de soudage de votre entreprise.
• Flexibilité : Le robot peut être utilisé pour souder de nombreux produits différents tels que MIG, TIG, SMAW, FCAW, SAW et PAW. Cela permet également aux entreprises de produire une variété de produits avec un délai d'exécution très rapide.
• Espace au sol : Comparé au même rendement des baies de soudage manuel, le robot nécessite moins d'espace au sol.

Démarrez avec le soudage à l'arc robotisé dès aujourd'hui :

Aujourd'hui, la demande de systèmes d'automatisation du soudage à l'arc augmente de plus en plus, car les entreprises sont conscientes de la faible disponibilité de soudeurs qualifiés parallèlement à l'augmentation des demandes de concurrence observées sur le marché mondial. Après avoir visualisé tous les avantages et examiné votre retour sur investissement prévu, vous ne devriez plus avoir besoin d'être convaincu.

Ne perdez plus de temps, RobotWorx est prêt à vous trouver le système d'automatisation de soudage à l'arc parfait. Nous avons plus de 25 ans d'expérience, en particulier dans l'automatisation du soudage à l'arc. Nous avons en stock de nombreux robots et cellules de travail de soudage à l'arc, neufs et d'occasion, prêts à être intégrés.

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